古文明大多有城市蓄水池來保存飲用水。希臘人和羅馬人用輸水管道把水輸送到城市各處的同時,也利用重力讓水噴流出來。所以最早的噴泉實際上是提供免費的飲用(以及生活用)水,這一功能直到現在仍舊存留于歐美的許多噴泉上。
中世紀時公共輸水系統幾乎不復存在,歐洲的公共噴泉大多廢棄,只在文藝作品或者私人花園中出現。噴泉也從此時象征著生命之源、純真、智慧,以及伊甸園。
文藝復興時期,歐洲開始重建作為公共建筑的噴泉,主要作為雕塑和裝飾品。目前羅馬街頭那一大批優美的噴泉主要是十五到十八世紀興建的。
工業革命早期,急速擴展的大城市也曾修建噴泉以供新增人口取水。后來自來水系統漸漸成熟,噴泉的供水作用就弱化了。
現代修建噴泉主要是在公共場所提供裝飾,偶爾也可以給地面降溫。
維基百科條目寫得很詳盡,值得一讀 http://en.wikipedia.org/wiki/Fountain
看到這個問題,突然想到之前在知乎上看到的一個經典答案:
李彥宏絕對不會想到百度的競爭對手居然是知乎!
====我是百度的搬運工====
音樂噴泉原理:改變頻率就改變了電機的轉速,也就改變了水泵的壓力,音樂的不同頻率經單片機處理送到變頻電機的控制端,使電機轉速隨音樂的音調,節奏,和強弱變化,水泵的壓力隨之變化,噴岀的水就有了高低變化,而且是由幾套設備對多組噴嘴實施控制噴泉的形成是水泵。
將音樂的節奏和強度轉變為控制信號,此信號再控制一個電壓控制器件,電源經過這個電壓控制器件后,輸出電壓也隨音樂的變化而改變,然后控制水泵電機。
音樂噴泉控制系統:軟件利用音樂文件的物理波形,將其分為若干樂段,精度達十毫秒,并且自動識別震撼、思念、抒情、喜悅、激昂、悲哀、歡快、熱烈等樂曲的基本情感特征,轉換為控制信號,經過同步處理后通過信號輸出卡輸出到外圍具體控制單元,即根據水型組態規則控制潛水泵、電磁閥、水下彩燈和變頻器等執行機構,將視覺感受與聽覺感受融為一體。
當人們感受各種音響時,會不自覺的把這些聽覺感受和其它非聽覺器官的感受聯系起來,這種現象稱為聯覺,屬于一種異質異構多一同態對應現象。一般情況下,高音區的音符經常和明亮的視覺感受、積極或快樂的情態感受等聯系在一起,低音區的音符經常和昏暗的視覺感受、消沉或哀傷的情態感受等聯系在一起;舒緩的節奏容易讓人感受到開闊的空間或較為平靜的情緒,而急促的節奏則容易讓人感到空間狹窄、情緒躁動等等。噴泉曲目的編配就是根據聯覺現象來組態各種水型,好比編導一場舞蹈一樣,為使演出成功,導演需要考慮舞蹈演員以何種體態動作來表現音樂的情感魅力。
大家好 歡迎收看 《行影步離》還記得咱們聊過的黑山著名旅游勝地圣斯特凡島嗎?今天咱們一起看看黑山的另一個非常有趣的自然現象,會噴水的桑樹。
這種自然現象確實罕見,恐怕很多朋友都是第一次聽說第一次見到。但也并不是唯一,很多水井也會噴涌,以愛沙尼亞奇跡-巫婆井最為聞名。黑山神奇樹噴泉和巫婆井噴涌之謎https://www.zhihu.com/video/1041822862839087104
下雨時,一些落在土地上的水下沉或滲入地下,這個過程被稱為滲透。實際上,地殼上部就像一塊巨大的海綿,可以吸收水分。水向下滲透過程中,有些只會滲入土壤,附著在礦物顆粒和有機碎片的表面。這種水,即土壤水分,后來可能蒸發,被植物的根吸收,或者被新的土壤水分推回到地面。
其余部分下沉到更深的沉積物或巖石中,與巖石形成時被困在巖石中的水一起,構成了地下水。地下水流動緩慢,可能在地下停留幾個月、幾萬年甚至幾百萬年,然后返回地表,再次進入水文循環。地下水主要存在于地殼上部,因為在地下大約20到30公里的深處,變質反應吸收水分,巖石呈塑性流動,水不再保持液態。
為了了解地下水存在的位置,我們必須首先考察孔隙度和滲透率的性質。實際上只有一小部分地下水存在于露天洞穴或地下溪流中。大多數地下水存在于沉積物或巖石中固體礦物顆粒之間的相對較小的開放空間中,或存在于各種大小的裂縫中。
在我們討論石油如何在地下產生時,一個空間或在一定體積的沉積物或巖石中形成的裂縫被稱為孔隙,而孔隙率指的是物質中開放空間的總體積,以百分比表示。例如,如果我們說一塊巖石有30%的孔隙度,那么這塊巖石30%的體積是由孔隙組成的。
水文地質學家區分了兩種基本孔隙度。原生孔隙在沉積物沉積或巖石形成過程中發育。它包括顆粒沒有完全接觸的空隙。次生孔隙是指巖化后形成的新孔隙空間。當地下水穿過巖石并溶解礦物時,或者由于與節理和斷層作用相關的裂縫發育而形成這種孔隙。孤立的孔隙出現在砂巖的顆粒之間,水或空氣會充滿這些空隙;愛爾蘭海岸上的石灰巖露頭含有豐富的裂縫,這些裂縫提供了次生孔隙
如果固體巖石完全包圍一個孔隙,孔隙中的水就不能流到另一個位置。為了使地下水流動,孔隙必須通過管道(開口)連接起來。物質允許流體通過相互連接的孔隙流動的能力就是滲透性。地下水很容易流過具有滲透性的物質,如松散的礫石。水流緩慢地通過低滲透物質,但不能通過不透水的物質流動。物質的滲透性取決于以下幾個因素:
通道數量增加,滲透性也隨之增加
流體在較寬通道中的流速比在較窄通道中的流速快
流體通過直線通道的速度高于彎曲通道的速度
要注意的是,孔隙度和滲透性并不是一回事,一種孔隙相互隔離的材料可以具有高孔隙度,但低滲透性。滲透性是指巖石或沉積物中孔隙之間的聯系和水從一個孔隙移動到另一個孔隙的程度。
考慮到孔隙度和滲透性的概念,水文地質學家識別了具有高滲透性和孔隙度的含水層、沉積物或巖石,以及無論孔隙度如何,具有相對低滲透性的儲水層、沉積物或巖石。地質學家進一步區分了無壓含水層(從地表開始向下延伸)和承壓含水層。
含水層由高孔隙度、高滲透率的巖石組成。弱含水層由低滲透巖石組成。有些含水層不受壓,有些則受壓
水文地質學家認為飽和區是水完全充填孔隙空間的地下區域。通常,不飽和區從地表向下延伸一定深度,在不飽和區中,水只部分地覆蓋孔隙,因此保留了一些被空氣覆蓋的孔隙空間。不飽和區和飽和區之間的地下邊界被稱為地下水位。地下水位形成了地下水的頂部邊界。由于表面張力以及水分子之間和表面之間的吸引力,一些地下水沿著顆粒滲出。在毛細作用下,在地下水位之上產生一個毛細邊緣的濕潤。
地下水位的深度隨位置的不同而變化很大。如果地下水位位于地表,則不存在非飽和帶,地面是濕的、潮濕的。如果地面低于地下水位,低水位就會下降,變成湖泊或溪流。地下水位隱藏在地表以下的地方,地表通常是干燥的。在潮濕地區,水通常在地表幾米或幾十米的范圍內,而在干旱地區,水可能在地表以下數百至數千米。
在丘陵地區,地下水位的形狀傾向于以一種柔和的方式模擬上覆地形的形狀。這就意味著,在丘陵下面的地下水位比在山谷下面的要高。地下水位的高度因地面地形的不同而變化,這似乎令人吃驚。畢竟,當你把一桶水倒進池塘時,池塘的表面會立即調整到保持水平。
地下水位的高度是不同的,因為地下水在巖石和沉積物中移動太慢,不能迅速形成一個水平表面。當雨水落在山上,水滲透到地下水位時,地下水位會輕微上升。在沒有雨的一段時間里,地下水位下降得很慢,以至于當再次下雨并導致地下水位再次上升時,地下水位還沒有來得及下降很遠。
在一些地方,透鏡狀的不透水巖石層(如頁巖)位于厚厚的含水層中。在該地區地下水位以上的高度上,這樣一個弱透水層上方可能堆積著一堆地下水。水文地質學家將這樣一堆地下水的頂部表面稱為“上層滯水面(Perched water table)”。
在非飽和區,水只是向下滲透,但在地下水位以下的飽和區,地下水的流動更為復雜,因為該區域的水不僅響應重力,而且響應差壓力。壓力會導致地下水側向流動,甚至向上流動。因此,要了解地下水流動的性質,首先必須了解地下水壓力的來源。為了簡單起見,我們只考慮未承壓含水層中的地下水。
對地下任一特定點,地下水的壓力來自于從該點到地下水位的所有上覆水的重量。(上覆巖石的重量對施加在地下水上的壓力沒有貢獻,因為礦物顆粒之間的接觸點承受著巖石的重量。)
因此,在地下水位以下深度較大的點比深度較小的點感受到的壓力更大。如果地下水位是水平的,那么在地下水位以下某一特定深度的一個假想的水平面在任何地方都受到同樣的壓力。但如果地下水位不是水平的,施加在某一特定深度水平面上各點上的壓力會逐點變化。
地下水的高度和水內的壓力可以驅動地下水流動。水文地質學家已經確定,從剖面上看,地下水通常沿著凹凸彎曲的路徑流動。這些彎曲的路徑最終將地下水從地下水位高的地區(如山下)帶到地下水位低的地區(如山谷下)。水進入地面的位置(即水流有向下軌跡的地方)是補給區,而地下水回流到地面的位置則是釋放區。與沿淺層路徑進入地下深處的地下水相比,沿淺層路徑進入地下深處的地下水通常必須從補給區移動到釋放區,因此在地下停留的時間更長。
在陡峭的河道中,水流的速度可以達到每小時30公里。相比之下,地下水每年移動的速度在5到500米之間。地下水的流動速度比地表水慢得多,首先,地下水必須遵循一個彎曲的微小管道網絡,比它沿直線走的距離大得多。其次,地下水和管道壁之間的摩擦減緩了水流。
某一地點地下水流動的實際速度取決于地下水位的坡度和地下水流動所通過物質的滲透性。地下水流過高滲透性巖石的速度比流過低滲透性巖石的速度快,而且在地下水位坡度陡的地區,地下水流過的速度比在地下水位坡度平緩的地區快。法國研究人員亨利·達西(Henry Darcy)提出了一個方程式,即現在為人所知的達西定律,它更全面地描述了地下水流動的控制。
如果你有機會乘飛機飛越干旱地區,看看窗外,看看綠色作物的圓形斑點。在每個農田的中央都有一個水泵吸干地下水,為一個在農田提供灌溉。在地表水不存在的干旱地區或地表水受到污染的溫帶或濕潤地區,地下水可能是清潔淡水的唯一來源。我們可以從水井,或者從泉水獲得地下水。
想象一個被沙漠的干沙包圍的綠色的棕櫚樹綠洲。這些植物賴以生存的水從何而來?沙漠綠洲的水從泉水中流出,泉水是地下水自然溢出或滲漏到地表的自然出口。
泉水可以提供新鮮、清澈的水供飲用或灌溉,而無需花費鉆探或挖掘的費用,因此世界上許多村莊和城鎮都毗鄰泉水而建。雖然我們可以看到泉水溢出到干燥的土地上,但許多泉水淹沒在溪流或湖泊下面。這些泉水提供了穩定的水源,有助于保持河流或湖泊的水流。泉水可在各種地質環境中形成。地下水在釋放區到達地表當地下水到達不滲透的屏障時,它會上升地下水從地下水位與斜坡相交的地方滲出相互連接的裂縫把水引導到山丘表面地下水從不透水床頂部的懸崖表面滲出當受壓力的水位于弱透水層以下時,裂縫可為自流水提供通道大峽谷壁上的泉水
在沒有泉水的地方,也可以通過挖洞來獲取地下水。如今人們通常通過鉆探來打井更容易。水文地質學家根據井中水的壓力來區分兩種井。
在普通的井中,井底位于地下水位以下,所以水只是簡單地從地下蓄水層滲入井中,并將其推到地下水位的水平。在地下水位以上的鉆孔中無法獲得水源。一些普通的井是季節性的,這意味著它們只在雨季,當地下水位超過井底的時候才發揮作用。在旱季,地下水位在這些井的底部以下,因此它們變得干燥。現代的普通井是用電泵抽水的,填充的沙子過濾了水
要從一口普通的井中提取水,你可以用桶把水提上來,也可以用泵把水抽出來。只要地下水滲入井中的速度等于或超過你抽走水的速度,井附近的地下水位就會保持不變。但是如果你把水從井里抽出的速度過快,井周圍的地下水位就會下降,形成一個向下的錐形表面,稱為凹錐。深井的下降可能會導致附近鉆探的淺井干涸。
如果地下水位高于地面,那么這口井就是一口自流井,從這樣一口井里流出的水會源源不斷地從地下涌出。當含水層補給區域的海拔高度高于井的位置時,即存在自流井。斯康辛州的一口自水井區域自流系統的構造,由于水受到壓力,水會上升到承壓含水層之上
就是公元60左右。當時,占領英國的羅馬人在現在的英國巴斯城修建了一個公共澡堂。士兵們會花幾個小時在灑滿熱水的游泳池里放松。為什么要在巴斯建這樣的溫泉?羅馬人不需要建造爐子來加熱水,因為巴斯鎮周圍就有一個溫泉。
溫泉水的溫度在30℃到104℃之間,形成于兩種地質環境。由于地熱梯度,大多數地方地下幾公里深處的溫度都在30攝氏度以上。如果地下水從這些深處以足夠快的速度上升,那么當它上升的時候就不會失去熱量,這種情況發生在斷層或裂縫為上升的深水提供高滲透通道的地方。在火成巖活動地區也有溫泉,在這些地區,巖漿加熱巖石中的地下水。
在火成巖活動地區,溫泉形成了許多獨特的特征。例如,由溫泉滋養的天然水池可能會因為在熱水中生長的嗜熱細菌和古菌而變得色彩鮮艷。在黃石國家公園五顏六色的細菌和古細菌
在黃石國家公園五顏六色的細菌和古細菌冰島的溫泉被地下的巖漿加熱,吸引著來自世界各地的游客
在熱水上升到富含火山灰和粘土的土壤的地方,就會形成一種粘性的泥漿,并使泥盆沸騰。當含有高濃度溶解礦物的熱水從溫泉中流出并冷卻后,礦物沉淀和其他化學沉積巖形成多彩的石灰土丘或階地。在一些溫泉地區,滾燙的水定期從溫泉中噴涌而出。這種噴泉被稱為間歇泉。在土耳其的Pamukkale,礦物質階地沉淀
LT碼是一種具有線性編譯碼復雜度的噴泉碼編碼方式,LT碼在繼承了隨機線性噴泉碼的優點的同時,大大降低了編碼和解碼的復雜度。可以認為LT碼是一種稀疏隨機線性噴泉碼。
每個經過編碼產生的碼元都遵從以下法則,由源文件產生:從度概率分布函數中隨機選擇一個一個碼元的度,的選擇依賴于源文件的碼元個數K個參與編碼的碼元也是隨機的,編碼器的輸出是由任意個異或得到。
編碼過程主要包括兩部分:隨機度的生成和編碼的生成。
孤波分布:
根據度分布函數來確定編碼時的度(參與編碼的源文件的個數)。假設K=100,則由孤子分布可知:度為1的概率為1/100,度為2的概率為1/2,...,d為100的概率為1/9900。
在[1,10000]區間上劃分100個區間:
產生0到10000之間的隨機數,看這個隨機數落在劃分的哪個區間,從而確定一個隨機度。
確定了一次編碼的度后,還需要確定是由哪幾個異或編碼。可以用和確定度相同的方法來選取。
在[1,10000]區間上劃分100個區間:
在0到10000之間隨機產生個數,看這個數落在哪個區間,選取這些區間所對應的進行編碼。同時將選取的賦值給矩陣的第n列,在完成編碼的同時,也生成隨機矩陣。
解碼過程:找到一個度為1的檢驗碼,如果沒有這樣的檢驗碼,解碼終止,無法恢復所有的源文件。接下來,令,將與所有和有聯系的異或,刪除所有與的聯系。重復上述過程,直到確定所有的
給出一個例子:每一個數據包大小1bit,三個源數據包,四個接收到的數據包,解碼開始時
解碼時,首先找到度為1的已編碼的數據包,將其作為校驗碼,在圖中找到度為1的,確定為1.由于還與聯系,將分別與異或,將值賦給,同時斷開所有與的聯系。然后繼續尋找度為1的檢驗碼,找到,重復上述解碼過程,直到所有的都被確定。
度分布函數既要保證任何一個都能參與編碼,又要保證很多數據報的度很低,才能保證解碼開始并持續下去。接收到的數據包具有這樣的性質:在每一次解碼循環中,至少有一個檢驗碼的度為1;同時當一個檢驗碼處理后,又有新的度為1的檢驗碼出現。上述的孤波分布就具有這些性質,在此度概率分布下,平均都大概為。
孤波分布是一種在理論上最理想的度分布,但這種度概率分布函數在實際運用中很少采用,因為圍繞理想狀態的波動很容易在解碼過程中造成在某些點沒有度為1的檢驗碼出現,而且一些源數據包可能根本就沒有參與編碼。孤波分布需要進一步改進。
改進后的概率分布增加了兩個參量和,它們的引進將保證在每一次解碼循環中,度為1的檢驗碼的數目為,而不是1個。參量是接收到個確知的數據包后無法解碼的概率的極限。參量在驗證Lucy的主要理論的正確性時常取常量1,在實際運用中可以看成一個自由變量。定義如下函數:
將孤波分布的與相加,得到改進后的度概率密度分布函數(魯棒孤子分布RSD):
其中。解碼能夠完成的概率至少為時,需要接收到已經編碼的數據報的數目。
LT碼編碼和譯碼的復雜度為,而Raptor碼一種比LT碼編譯碼復雜度更低的噴泉碼,它通過預編碼技術可以允許在無損誤碼性能的條件下,進一步降低LT碼度分布概率的復雜度,實現大數據包條件下,編碼復雜度與K無關,譯碼復雜度與K程線形關
評論（0）