用EXCEL进行洪峰流量计算
- 格式:docx
- 大小:133.89 KB
- 文档页数:9
excel在推理公式法计算洪峰流量中的应用Excel 在推理公式法计算洪峰流量中的应用在水利工程和水文研究领域,准确计算洪峰流量是一项至关重要的任务。
而推理公式法作为一种常用的计算方法,结合 Excel 的强大功能,能让这一过程变得更加高效和便捷。
说起洪峰流量,大家可能会觉得这是一个很专业、很复杂的概念。
其实啊,简单来讲,洪峰流量就是在一次洪水过程中,流量达到的最大值。
想象一下,洪水像一头凶猛的野兽,奔腾而来,而洪峰流量就是这头野兽最凶猛的那一刻。
那为什么要用推理公式法来计算洪峰流量呢?这是因为它基于一些基本的水文原理和经验关系,能够在一定的条件下给出相对可靠的结果。
但是,传统的手工计算方法不仅繁琐,还容易出错。
这时候,Excel 就闪亮登场啦!就拿我之前参与的一个小型水库的防洪设计项目来说吧。
那时候,为了计算洪峰流量,我们可是费了不少功夫。
一开始,大家都拿着纸和笔,埋头苦算,一会儿查这个参数,一会儿算那个系数,搞得焦头烂额。
后来,我提议用 Excel 来试试,大家都将信将疑。
我打开 Excel 表格,先把推理公式中需要的各种参数,比如流域面积、暴雨强度、汇流时间等等,一一列在不同的列中。
然后,根据推理公式,在相应的单元格中输入计算公式。
这可不像平时做个简单的加减法,这里面涉及到很多函数和逻辑判断。
比如说,要根据不同的条件选择不同的计算公式,就得用到 IF 函数。
在输入公式的过程中,我可是小心翼翼,眼睛都不敢眨一下,生怕出错。
每输入一个公式,我都会仔细检查几遍,确保没有遗漏和错误。
当我终于把所有的公式都输入完毕,按下回车键的那一刻,心里别提多紧张了。
结果出来的那一刻,大家都围了过来。
看着屏幕上显示的计算结果,大家都松了一口气。
Excel 不仅计算速度快,而且结果准确,大大提高了我们的工作效率。
通过这个小小的例子,大家可以看到 Excel 在推理公式法计算洪峰流量中的巨大作用。
它不仅能够快速准确地完成计算,还能够方便地对不同的参数进行调整和比较。
用EXCEL进行洪峰流量计算一、前言在水利工作中,经常需要计算设计洪水的洪峰流量,如水库的调洪演算、防洪堤的高度、拦沙坝的大小等等许许多多方面,都要知道洪峰流量的大小,推求洪峰流量一般有4种方法,一种是根据流量资料,通过频率的分析计算来求出设计洪水的洪峰流量;第二种是根据暴雨资料,通过频率计算求出设计暴雨,再通过流域的产流和汇流计算,推求出设计洪水的洪峰流量;第三种是经验公式法,利用简化的经验公式来估算设计洪水的洪峰流量;第四种是推理公式法。
在缺乏资料的小流域内,利用推理公式是推求洪峰量的主要方法。
由推理公式计算设计洪峰流量,需要计算三个方程:从以上的公式可看出,要求得洪峰流量Qm,必须求得Ψ和τ的值,而Ψ和τ互为参变,传统的方法是通过图解法和诺模图法求解,图解法需要画图,比较麻烦,诺模图法需要查图,容易出错,精度也不高。
还有没有快捷而又精准的方法呢答案是肯定的,这就是用EXCEL来计算洪峰流量。
EXCEL是我们常用的软件,其简洁的界面、丰富的函数、可编程的宏语言常常使我们事半功倍,工作轻松而更有效率。
下面就用推理公式法推求洪峰流量为例,介绍EXCEL在其中的应用。
二、计算方法为使叙述清晰易懂,下面以用编辑好的表格为例,介绍在EXCEL表格中用推理公式计算洪峰流量的方法。
见图1。
图1首先,在1至10行输入要用到的基本公式,目的是让人一目了然,了解计算的来龙去脉,也便于以后的理解。
@在14至18行输入基本数据,包括流域面积、河流长度、河道平均坡降、暴雨衰减指数、流域中心最大24小时降雨量,其中暴雨衰减指数和最大24小时降雨量可以从水文手册上查取,有条件的最好将之扫描下来,保存到表格文件的同一目录下,在计算表格中用超级链接将之链接起来,今后查算就十分方便了,再也不用东翻西找,鼠标一点超级链接就可查算。
第20至24行是计算雨力的值,最大24小时降雨量变差系数可由水文手册上查取,偏差系数一般采用变差系数的倍值,离均系数与设计频率有关,可查表计算,将离均系数表全部录入,放入另一张工作表中,见图2:图2我们一般常用的频率有5、10、20、30、50、100、200、300、500、1000年一遇,为实现离均系数自动查算,还需要动一番脑筋,离均系数表的横列为频率,纵列是Cs值,在离均系数表的N3和N4单元格中分别填入“=推理公式法!E21”、“=100/推理公式法!F22”,在N9单元格中填入:“=INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1),MATCH(INDIRECT(AD DRESS(4,14,)),2:2,1)))+(INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1)+ 1,MATCH(INDIRECT(ADDRESS(4,14,)),2:2,1)))-INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRE SS(3,14,)),A:A,1),MATCH(INDIRECT(ADDRESS(4,14,)),2:2,1))))*(N3-INDIRECT(ADDRESS (MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1),1)))/(INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(AD DRESS(3,14,)),A:A,1)+1,1))-INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A, 1),1)))”,这个算式的作用是用提供的频率和Cs值通过内插法得出离均系数的值,其中用到了INDIRECT、ADDRESS、MATCH三个函数,其用法可以参看EXCEL的帮助。
引用用EXCEL进行洪峰流量计算水利人家的用EXCEL进行洪峰流量计算一、前言在水利工作中,经常需要计算设计洪水的洪峰流量,如水库的调洪演算、防洪堤的高度、拦沙坝的大小等等许许多多方面,都要知道洪峰流量的大小,推求洪峰流量一般有4种方法,一种是根据流量资料,通过频率的分析计算来求出设计洪水的洪峰流量;第二种是根据暴雨资料,通过频率计算求出设计暴雨,再通过流域的产流和汇流计算,推求出设计洪水的洪峰流量;第三种是经验公式法,利用简化的经验公式来估算设计洪水的洪峰流量;第四种是推理公式法。
在缺乏资料的小流域内,利用推理公式是推求洪峰量的主要方法。
由推理公式计算设计洪峰流量,需要计算三个方程:从以上的公式可看出,要求得洪峰流量Qm,必须求得Ψ和τ的值,而Ψ和τ互为参变,传统的方法是通过图解法和诺模图法求解,图解法需要画图,比较麻烦,诺模图法需要查图,容易出错,精度也不高。
还有没有快捷而又精准的方法呢?答案是肯定的,这就是用EXCEL来计算洪峰流量。
EXCEL是我们常用的软件,其简洁的界面、丰富的函数、可编程的宏语言常常使我们事半功倍,工作轻松而更有效率。
下面就用推理公式法推求洪峰流量为例,介绍EXCEL在其中的应用。
二、计算方法为使叙述清晰易懂,下面以用编辑好的表格为例,介绍在EXCEL 表格中用推理公式计算洪峰流量的方法。
见图1。
图1首先,在1至10行输入要用到的基本公式,目的是让人一目了然,了解计算的来龙去脉,也便于以后的理解。
在14至18行输入基本数据,包括流域面积、河流长度、河道平均坡降、暴雨衰减指数、流域中心最大24小时降雨量,其中暴雨衰减指数和最大24小时降雨量可以从水文手册上查取,有条件的最好将之扫描下来,保存到表格文件的同一目录下,在计算表格中用超级链接将之链接起来,今后查算就十分方便了,再也不用东翻西找,鼠标一点超级链接就可查算。
第20至24行是计算雨力的值,最大24小时降雨量变差系数可由水文手册上查取,偏差系数一般采用变差系数的3.5倍值,离均系数与设计频率有关,可查表计算,将离均系数表全部录入,放入另一张工作表中,见图2:图2我们一般常用的频率有5、10、20、30、50、100、200、300、500、1000年一遇,为实现离均系数自动查算,还需要动一番脑筋,离均系数表的横列为频率,纵列是Cs值,在离均系数表的N3和N4单元格中分别填入“=推理公式法!E21”、“=100/推理公式法!F22”,在N9单元格中填入:“=INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)), A:A,1),MATCH(INDIRECT(ADDRESS(4,14,)),2:2,1)))+(INDIRECT(AD DRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1)+1,MATCH(IND IRECT(ADDRESS(4,14,)),2:2,1)))-INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1), MATCH(INDIRECT(ADDRESS(4,14,)),2:2,1))))*(N3-INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1),1 )))/(INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A, 1)+1,1))-INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1),1 )))”,这个算式的作用是用提供的频率和Cs值通过内插法得出离均系数的值,其中用到了INDIRECT、ADDRESS、MATCH三个函数,其用法可以参看EXCEL的帮助。
大坝溃决洪水流量过程线excel
要在Excel中绘制大坝溃决洪水流量过程线,你可以按照以下
步骤进行操作:
1. 收集数据,首先,你需要收集大坝溃决洪水流量过程线所需
的数据,包括时间和对应的流量数据。
2. 打开Excel,打开Excel并创建一个新的工作表。
3. 输入数据,将收集到的时间和流量数据输入到Excel的两列中,时间可以放在A列,流量数据可以放在B列。
4. 绘制图表,选中你输入的数据,然后点击Excel菜单栏中的“插入”选项卡,选择合适的图表类型,比如折线图或者散点图。
5. 调整图表样式,根据需要,你可以对图表进行进一步的调整,比如添加标题、坐标轴标签、数据标签等,以便让图表更加清晰易懂。
6. 数据分析,如果需要对数据进行进一步的分析,你可以利用
Excel提供的数据分析工具,比如趋势线、回归分析等功能来进行深入分析。
7. 导出和共享,完成图表后,你可以将其导出为图片或者PDF 格式,以便于在报告或者演示文稿中使用,或者直接在Excel中共享给其他人。
总的来说,利用Excel绘制大坝溃决洪水流量过程线可以帮助你直观地展示数据,并进行进一步的分析和共享。
希望这些步骤能够帮助你顺利完成任务。
大坝溃决洪水流量过程线excel全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:大坝溃决是指当大坝因各种原因发生破坏导致水坝坍塌,洪水从大坝上游迅速释放而下,造成严重洪灾的现象。
大坝溃决不仅给周围的居民和农田带来灾难性的影响,甚至可能对整个流域造成灾难性的影响。
对于大坝溃决洪水流量过程的研究和分析显得尤为重要。
为了更好地研究大坝溃决洪水流量的过程,研究人员常常利用Excel等软件绘制流量过程线图。
流量过程线是描述流域洪水过程变化的一种重要方法,通过绘制流量过程线,可以清晰地反映出洪水发展的规律和特点,为防洪减灾工作提供重要参考。
在Excel中绘制大坝溃决洪水流量过程线,首先需要准备数据,包括洪水发生的时间序列、不同时刻的洪水流量数据等。
然后根据数据,通过Excel的图表功能绘制出流量过程线图,以直观地展示洪水的发展过程和流量变化情况。
在流量过程线图中,横坐标通常表示时间,纵坐标表示洪水流量,通过连接各个时间点上的洪水流量值,可以得到一条曲线,反映出洪水的发展趋势。
通过分析流量过程线图,可以清晰地看出洪水的发生、发展和消退过程,为灾害预警和防治提供科学依据。
研究大坝溃决洪水流量过程线不仅可以帮助科研人员更好地了解洪水的特点和规律,为灾害预警和应对提供支持,也可以为水利工程设计提供重要参考。
通过分析大坝溃决洪水的流量过程线,可以更好地评估大坝的抗洪能力,为大坝安全性评估提供依据,并能够为大坝的修复和改造提供科学依据。
对于大坝溃决洪水流量过程线的研究和分析是非常重要的,能够为防洪减灾工作提供科学依据,保障人民生命财产安全。
利用Excel等软件绘制流量过程线图,可以帮助人们更直观地了解洪水的发展过程和特点,为应对洪水灾害提供重要支持。
希望在未来的工作中,能够加强对大坝溃决洪水流量过程线的研究和应用,为水利工程的发展和人民生命财产的安全提供保障。
第二篇示例:大坝溃决是指大坝在遭受巨大压力或其他原因导致裂缝、破坏等情况下,无法承受水压而发生溃决的现象。
基于Excel技术平台设计小面积坡面洪峰流量
杨钦;邹文安;王诚
【期刊名称】《东北水利水电》
【年(卷),期】2011(029)001
【摘要】本文简要地讲述了"铁院法"计算小面积坡面设计洪峰流量,以Microsoft Office Excel技术平台,创建了小面积坡面设计洪峰流量计算模板.同时,应用该计算模板进行了洪峰流量设计,结果表明:计算结果合理,模板直观易懂,操作简便、实用.【总页数】3页(P54-56)
【作者】杨钦;邹文安;王诚
【作者单位】吉林省水利科学研究院,吉林,长春,130022;吉林省水文实验研究所,吉林,长春,130033;松辽水利委员会移民开发中心,吉林,长春130021
【正文语种】中文
【中图分类】TV122+.5
【相关文献】
1.基于Excel技术平台人工神经网络BP模型及应用 [J], 王雪明;姜波
2.基于Excel迭代法的小流域暴雨洪峰流量计算 [J], 杨梦云;张根喜;王风华
3.一种基于VB求解小流域设计洪峰流量的图解方法 [J], 邱林;孙元元;周生通
4.基于Excel技术平台人工神经网络BP模型及应用 [J], 邹文安;刘宝;姜波;杨春生
5.基于Excelize函数库Excel多关键字排序算法的设计与实现 [J], 李琨;贾立伟;石晓明
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
收稿日期:2004-8-17作者简介:王中伟(1974-),男,湖南安乡人,讲师,硕士生.浙江交通职业技术学院学报,第6卷第1期,2005年3月Journal of Zhejiang V ocational and T echnical Institute of T ransportation V ol 16N o 11,Mar.2005用EXCE L 进行桥涵设计洪水流量的推算王中伟(湖南交通职业技术学院,湖南长沙410004)摘 要:采用P -Ⅲ曲线进行洪水频率分析的传统方法需要查表并用机率格纸进行手工适线,非常繁琐,并且随意性大。
本文探讨应用电子表格软件EXCE L 的函数计算功能和图表功能,并结合VBA 编程,提出了一套洪水频率分析的计算机处理方法,并编制了相应的软件,其计算精度高,速度快,直观且易于操作,具有较高的实用价值。
关键词:EXCE L 软件;桥涵设计;设计洪水流量;皮尔逊Ⅲ型分布;洪水频率分析中国分类号:U44215文献标识码:A 文章编号:1671-234X (2005)01-0023-030 引言跨越河流、沟渠的桥梁和涵洞,往往受到洪水的威胁,设计时应考虑能顺利宣泄,以保证桥涵稳定和公路畅通。
因此,设计时应根据桥涵使用期限内可能发生的一定洪水的洪峰流量及其相应的水位和流速(即设计流量、设计水位和设计流速)来确定桥涵的基本尺寸。
其中,洪水频率分析及其相应的洪水流量的推算是最基本和最主要的。
洪水频率(或重现期)是指一定时期内某种洪水出现的机率。
我国习惯采用皮尔逊Ⅲ型(P -Ⅲ型)曲线作为洪水频率的分析的曲线线型,《公路桥位勘测设计规范》中也有相应的规定。
采用P -Ⅲ曲线进行洪水频率分析的具体方法和步骤参见文献[2],这种传统方法需要查表并用机率格纸进行手工适线,计算速度慢、精度低,计算非常繁琐,并且随意性大。
本文探讨应用电子表格软件EXCE L 的函数计算功能和图表功能,实现洪水频率分析与计算的自动化,以及经验频率点群与理论频率曲线的图形化显示与实时调整,并编制了相应的软件,其计算精度高,速度快,直观且易于操作。
EXCEL 在水文分析计算中的应用(江苏省水文水资源勘测局无锡分局 盛龙寿 )利用Excel 中的宏和规划求解功能,解决水文分析与计算中较为复杂的流量关系系数、参数的确定问题。
本文通过一个实例来说明Excel 在水文分析与计算中的强大功能,以期能进一步发挥Excel 在水文分析与计算中的作用。
关键词:Excel 水文计算 规划求解Excel 作为一个通用的计算机软件,在各行业得到比较普遍的应用,在水利行业,不仅在计算上有很大用途,其图表功能也为我们进行水利水文分析提供很大的便利,本文通过横山水库泄洪闸泄洪流量公式的率定,来说明Excel 在水文分析与计算中的应用。
一、原始资料的录入和处理水库泄洪闸流量公式的一般形式为:βαE H K Q U ••=式中Q ——表示泄洪流量(m 3/s );U H ——表示闸上水头(等于闸上水位与闸底高程之差,m );E ——表示闸门开启高度(m );K 、α、β分别为待率定的系数、参数。
根据施测的水头、闸门开启高度和流量资料可以利用Excel 率定以上公式的系数和参数。
首先,在EXCEL 中分别在A 、B 、C 列输入实测的U H 、E 、Q ,在A15、A16、A17分别数输入假定的K 、α、β,D 列是根据假定的系数参数推算出的流量,计算方法为:在D2单元格输入公式“17$^$2*16$^$2*15$$A B A A A =”, 在E 列中输入“=(C2-D2)^2”,然后用拖动填充的方法填充D 、E 列,在E 列数据尾输入“=SUM (E2:E12)”,如图1所示。
图1二、规划求解“规划求解”是一组命令的组成部分,这些命令有时也称作假设分析工具。
借助“规划求解”,可求得工作表上某个单元格(被称为目标单元格)中公式的最优值。
“规划求解”将对直接或间接与目标单元格中公式相关联的一组单元格中的数值进行调整,最终在目标单元格公式中求得期望的结果。
“规划求解”通过调整所指定的可更改的单元格(可变单元格)中的值,从目标单元格公式中求得所需的结果。
地区综合洪峰流量模比系数频率曲线Excel表化研究及其应
用
龚原;韩萍;周红枚;张萍
【期刊名称】《新疆水利》
【年(卷),期】2007(000)002
【摘要】广饶的内陆河区因人烟稀少和经济发展落后,不发达区域很多河流无实测流量资料,而在进行铁路、公路、水利工程建设设计时,对无实测资料河流设计洪峰流量的推求至关重要.本文着重介绍利用区域多个有资料河流洪峰流量模比系数经验点据推求地区综合洪峰流量频率曲线,使综合频率曲线Excel表化,调参与频率曲线互动,直接生成区域的各设计频率下的洪峰流量模比系数(Kp)及P-Ⅲ型理论频率曲线.无实测资料河流以历史洪水调查资料确定河流历史大洪水洪峰流量重现期,用设计频率曲线查算历史洪峰流量模比系数,用同倍比放大缩小法计算所求河流不同设计频率下Kp值,从而计算得到不同设计频率下洪峰流量.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】龚原;韩萍;周红枚;张萍
【作者单位】新疆水文水资源局,乌鲁木齐,830000;新疆水文水资源局,乌鲁木齐,830000;呼图壁河流域管理处,新疆,呼图壁县,831200;呼图壁河流域管理处,新疆,呼图壁县,831200
【正文语种】中文
【中图分类】P64
【相关文献】
1.应用经验频率曲线推求加格达奇水文站1%频率洪峰流量
2.地区洪峰流量模比系数综合频率曲线法和水文比拟法计算洪峰流量对比
3.地区洪峰流量模比系数综合频率曲线法在设计洪水计算中的应用
4.大气环境容量系数A值频率曲线拟合及其应用
5.考虑多因素的地区综合法推求设计洪峰流量——以西双版纳地区为例
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于Excel技术平台设计小面积坡面洪峰流量杨钦;邹文安;王诚【摘要】本文简要地讲述了"铁院法"计算小面积坡面设计洪峰流量,以Microsoft Office Excel技术平台,创建了小面积坡面设计洪峰流量计算模板.同时,应用该计算模板进行了洪峰流量设计,结果表明:计算结果合理,模板直观易懂,操作简便、实用.【期刊名称】《东北水利水电》【年(卷),期】2011(029)001【总页数】3页(P54-56)【关键词】小面积坡面;洪峰流量;Excel技术平台【作者】杨钦;邹文安;王诚【作者单位】吉林省水利科学研究院,吉林,长春,130022;吉林省水文实验研究所,吉林,长春,130033;松辽水利委员会移民开发中心,吉林,长春130021【正文语种】中文【中图分类】TV122+.51 概述在小面积坡面设计洪峰流量工程设计中,常用的方法有:1)水科所法。
主要是围绕各时段设计暴雨、暴雨时程分配,计算前期影响雨量、推算净雨深,以及根据入渗损失参数、产流历时、汇流历时和汇流参数等,推算洪峰流量。
该方法相对完善,应用较多,但计算过程较繁琐。
2)地区综合法。
实际上是由流量资料推求设计洪水一种算法。
利用区域多年的最大流量、各时段最大洪量和变差系数等成果,推求设计最大流量、各时段最大洪量;再利用洪水历时、洪量等成果,推算洪水总历时、洪水过程线,根据设计倍比系数推求洪水过程线。
该方法理论依据充分,也较符合实际,但需要较多历史资料,计算过程复杂。
3)单位线法。
实际上是一种蓄满产流模型,它是由降水径流关系推算净雨深、由实际发生的洪水过拟合洪水设计单位线。
该模型理论依据科学合理,符合实际,精度高,常用于水文短期洪水预报。
不足之处是对历史场次降水、洪水资料要求较多,且洪水单位线不宜移植。
4)经验公式法和罗斯托莫夫法。
是基于无资料地区设计洪峰流量的一种算法,这两种算法考虑影响因素不多,计算方法简单,但计算结果受人为影响较大。
用EXCEL进行洪峰流量计算
默认分类2009-03-10 15:10:32 阅读1210 评论13 字号:大中小订阅
一、前言
在水利工作中,经常需要计算设计洪水的洪峰流量,如水库的调洪演算、防洪堤的高度、拦沙坝的大小等等许许多多方面,都要知道洪峰流量的大小,推求洪峰流量一般有4种方法,一种是根据流量资料,通过频率的分析计算来求出设计洪水的洪峰流量;第二种是根据暴雨资料,通过频率计算求出设计暴雨,再通过流域的产流和汇流计算,推求出设计洪水的洪峰流量;第三种是经验公式法,利用简化的经验公式来估算设计洪水的洪峰流量;第四种是推理公式法。
在缺乏资料的小流域内,利用推理公式是推求洪峰量的主要方法。
由推理公式计算设计洪峰流量,需要计算三个方程:
从以上的公式可看出,要求得洪峰流量Qm,必须求得Ψ和τ的值,而Ψ和τ互为参变,传统的方法是通过图解法和诺模图法求解,图解法需要画图,比较麻烦,诺模图法需要查图,容易出错,精度也不高。
还有没有快捷而又精准的方法呢?答案是肯定的,这就是用EXCEL来计算洪峰流量。
EXCEL是我们常用的软件,其简洁的界面、丰富的函数、
可编程的宏语言常常使我们事半功倍,工作轻松而更有效率。
下面就用推理公式法推求洪峰流量为例,介绍EXCEL在其
中的应用。
二、计算方法
为使叙述清晰易懂,下面以用编辑好的表格为例,介绍
在EXCEL表格中用推理公式计算洪峰流量的方法。
见图1。
图1
首先,在1至10行输入要用到的基本公式,目的是让人一目了然,了解计算的来龙去脉,也便于以后的理解。
在14至18行输入基本数据,包括流域面积、河流长度、河道平均坡降、暴雨衰减指数、流域中心最大24小时降雨量,其中暴雨衰减指数和最大24小时降雨量可以从水文手册上查取,有条件的最好将之扫描下来,保存到表格文件的同一目录下,在计算表格中用超级链接将之链接起来,今后
查算就十分方便了,再也不用东翻西找,鼠标一点超级链接就可查算。
第20至24行是计算雨力的值,最大24小时降雨量变差系数可由水文手册上查取,偏差系数一般采用变差系数的3.5倍值,离均系数与设计频率有关,可查表计算,将离均系数表全部录入,放入另一张工作表中,见图2:图2
我们一般常用的频率有5、10、20、30、50、100、200、300、500、1000年一遇,为实现离均系数自动查算,还需要动一番脑筋,离均系数表的横列为频率,纵列是Cs值,在离均系数表的N3和N4单元格中分别填入“=推理公式
法!E21”、“=100/推理公式法!F22”,在N9单元格中填入:“=INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRES S(3,14,)),A:A,1),MATCH(INDIRECT(ADDRESS(4,14,)),2:2 ,1)))+(INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRE SS(3,14,)),A:A,1)+1,MATCH(INDIRECT(ADDRESS(4,14,) ),2:2,1)))-INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADD RESS(3,14,)),A:A,1),MATCH(INDIRECT(ADDRESS(4,14,) ),2:2,1))))*(N3-INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT( ADDRESS(3,14,)),A:A,1),1)))/(INDIRECT(ADDRESS(MAT CH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1)+1,1))-INDIRECT
(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,)),A:A,1), 1)))”,这个算式的作用是用提供的频率和Cs值通过内插法得出离均系数的值,其中用到了INDIRECT、ADDRESS、MATCH三个函数,其用法可以参看EXCEL的帮助。
第25行至28行是计算损失系数u值,用到了三个公式:
前面两个公式来自《广西中小河流设计洪水计算方法研究》,后一个公式来自《水保水文》。
第29行是确定汇流系数m的值,可采用查表法计算,见表1:
汇流系数也可用公式法计算,对于湘江流域或者相似的流域,可用下列公式计算:
第30行是计算τ0的值,其计算公式为:
由于公式比较烦杂,以前将其做成诺模图,用查图法计算,比较麻烦,现在有了EXCEL,利用其强大的计算能力,将公式输入,就可轻松计算出来了。
第31至32行是求解二元方程组:
τ=τ0Ψ-1/4-n
Ψ=1-u /Sp×τn
EXCEL不能计算方程组,但通过变通可解决此问题,把其中的一元经过代入,变为一元方程。
将Ψ代入,公式变为:τ=τ0(1-u/Sp×τn)(-1/4-n),利用EXCEL提供的单变量求解工具可漂亮地得出其中一元τ的值,另一元ψ的值也不难解出。
下面介绍具体操作方法:在工作表中的空白单元格中填入任意数值,本文是在单元格“B46”中填入“1”,在“B47”单元格中输入公式
“=E30*(1-E28/E24*B46^E17)^(-1/(4-E17))-B46”,单击工具菜单栏,选择单变量求解,弹出单变量求解窗口,目标单元格选择“B47”,目标值填入“0”,可变单元格选择“B46”,按确定按钮,电脑通过迭代,非常快的解出答案。
为便于操作,可以将单变量求解做成一个宏,在工作表中利用工具画入一个名为“解方程”的按钮,打开MICROSOFT VISUAL BASIC编辑器,在编辑框中输入:
Private Sub CommandButton1_click()
Sheets("推理公式法").Select
Range("b47").GoalSeek Goal:=0, ChangingCell:=Range("b46")
End Sub
以后求解方程只需按下“解方程”按钮就行了。
最终,第33行是计算洪峰流量Qm,所有的参数都求出了值,将其一一代入方程,得出我们所需要的洪峰流量Qm 的值。
这样,用推理公式求解洪峰流量的表格就做好了,今后求洪峰流量,只需输入几个值,按一下按钮,几分钟之内就可得出答案。
三、计算实例
表格完成后,以后进行洪峰流量的计算就十分简单了。
下面以计算实例来说明该表格的用法。
首先在E14、E15、E16输入流域面积、河流长度、河道平均坡降等基本数据,实例为流域面积为2.1km2,河流长度为1.05km,平均坡降为0.0204,暴雨衰减指数、流域中心最大24暴雨量和最大24降雨量变差系数Cv值可在各省的水文手册上查取,本例为暴雨衰减指数为0.66, 流域中心最大24暴雨量为100, 最大24降雨量变差系数Cv值为0.4,如果要计算10年一遇的洪峰流量,就在F22单元格中输入10,有了这些数据,表格自动计算出雨力Sp的值为52mm, 损失系数u的值为1.791,我们还需要输入最后一个数据-汇流系数m,可从表1 汇流参数m查用表查得值为0.9,输入E29单元格,最后我们要做的只需一点鼠标,点击解方程按钮,就可快速地求出洪峰流量的值为50.765m3/s。
四、结论
本文用EXCEL进行洪峰流量计算,巧妙地运用了单变量求解工具来解决二元方程组,并用EXCEL函数来实现表格的自动查算,相对于传统方法,快速而精准,一劳而永逸,极大地提高了工作效率。
其实,在实际工作中,我们也会遇到许多相类似的问题,本文的目的在于抛砖引玉,聪明的你,一定会利用EXCEL强大的计算优势,结合工程实际,解决更多的问题。