Excel水力计算展示——堰顶高程确定演示(精)

巧用EXCEL 和AUTOCAD 绘制WES 实用堰摘要：在曲线型实用堰中，WES 实用堰凭借其众多优点，成为广泛使用的一种堰型。

然而的其绘制较繁琐，因些需借助EXCEL 和AUTOCAD 共同完成绘制。

绘制WES 堰实用难度最大的是堰顶下游曲线段和与之相切的直线段。

本文重点介绍该两段的绘制。

关键词：WES 实用堰 ；AUTOCAD ；EXCEL ；1.问题的提出WES 实用堰是水工最常见堰型之一，在水利工程中有广泛使用。

但是WES 实用堰的精确绘制是比较困难而且也相当繁琐，尤其是堰顶下游曲线段和与相切的直线段以及切点的确定。

但是作为工程设计人员比较熟悉的绘图软件AUTOCAD 和表格处理软件EXCEL ，通过一定数学方法，能有效地解决的这个问题，从而使设计人员从繁琐的绘图和计算中解脱出来，把精力放在方案的比选上。

2.WES 实用堰的确定大家都知道，WES 实用堰主要由四部分组成：堰顶上游曲线段，堰顶下游曲线段，直线连接段，下游反弧段。

堰顶上游曲线段一般有三种型式，即三段圆弧曲线式，二段圆弧曲线式，椭圆曲线式。

下游反弧段一般为圆弧式。

由于堰顶上游曲线段和下游反弧段的绘制都比较简单，所以本文将不作详细介绍，而是重点介绍堰顶下游曲线段和与之相切的直线段的绘制。

在介绍绘制之前，我们需将用对曲线方程和直线方程进行必要的变型，并且找出相切点，从而给出它们的通用公式。

----○1 对该方程进行适当变形即得---○2 与堰顶下游曲线相切的直线方程可假设为g(x)=mx+b‘---○3组联立方程○1 ○2 ○3 即可求得切点其中h ：为堰剖面的定型设计水头。

k 、n ：与上游剖面坡度有关的参数 m ：直线斜率。

到目前为止，直线方程和切点坐标通用公式都已经求出。

从公式中可以看出，只要给定参数k,n,h,m 便可得出直线方程和切点坐标。

已知k 、n 由下表确定h 取值可根据上游堰高与设计定型水头的关系来确定。

当堰高P1≥1.33H 的高堰，取H =（0.75～0.95）Hmax ；对于P1＜1.33H 的低堰，取H=（0.65～0.85）Hmax 。

Excel 水力计算展示之专题11. 消力坎式消力池的水力计算当泄水建筑物下游发生远离式水跃时，也可以采用修建消能墙，使墙前水位壅高，以期在池内发生稍有淹没的水跃。

其水流现象与挖深式消力池相比，主要区别在于池出口不是淹没宽顶堰流而是淹没折线型实用堰流。

水力计算的主要任务是确定墙高C 和池长B L 。

【工程任务】如图所示为一5孔溢流堰，每孔净宽b=7m ，闸墩厚度d=2m ，上游河道宽度与下游收缩断面处河道宽度相同，即d 0c B B nb (n 1)==+-，上下游水位的高程如图中所注，当每孔闸门全开时，通过的泄流量Q=1400m 3/s ，试求：判别底流衔接形式，如为远趋式水跃，试设计一消力坎式消力池。

【分析与计算】1.判断是否需要修建消力池上游水面收缩断面处河底总能量为[]220021022()v Q E p H p H gg p H B α=++=+++ （式11-1）将 11551055()p p m ==-=162.41557.4()H m =-= 31400(/)Q m s =0(1)57(51)232()B nb n d m =+-=⨯+-⨯=代入上式可得： []2021400557.462.41()29.8(557.4)43E m =++=⨯⨯+⨯收缩断面处的河道宽度043()c B B m ==，则收缩断面处的单宽流量3/1400/4332.56(/())c c q Q B m s m ===坝面流速系数10.015/10.01555/7.40.885p H ϕ=-=-⨯= 收缩断面水深的计算公式为20222c c cq E h g h ϕ=+ （式11-2） 即 222232.5669.662.4129.80.885c c c c h h h h =+=+⨯⨯ 经迭代得 1.061()c h m =c h 的共轭水深为：22331.06132.56''(181)(181)13.758()229.8 1.061c c c h q h m gh =+=⨯+⨯=⨯ 下游水深11010010()t h m =-=。

Excel 水力计算展示之专题11.消力坎式消力池的水力计算当泄水建筑物下游发生远离式水跃时，也可以采用修建消能墙，使墙前水位壅高, 以期在池内发生稍有淹没的水跃。

其水流现象与挖深式消力池相比，主要区别在于池出 口不是淹没宽顶堰流而是淹没折线型实用堰流。

水力计算的主要任务是确定墙高C 和池 长L B 0【工程任务】如图所示为一 5孔溢流堰，每孔净宽b=7m ，闸墩厚度d=2m ,上游河道宽度与下 游收缩断面处河道宽度相同，即Bo=Bc= nb + (n-1)d ，上下游水位的高程如图中所注, 当每孔闸门全开时，通过的泄流量 Q=1400m 3/s ，试求：判别底流衔接形式，如为远趋式水跃，试设计一消力坎式消力池。

【分析与计算】1.判断是否需要修建消力池上游水面收缩断面处河底总能量为p = p = 55-10= 5m （）水力分析与计算a E 0 =p+H +^^ = p + H +2gQ 22g Rp 1+H ）B 0]2（式 11-1）H =1 6 2. 4 1=5 5 n7. 4Q =1 40Onn S )B 0 = nb+( n/) d =5 x 7 +( 5 -2= 3r2 ()代入上式可得:E 0 =55 +7.4 +=62.41(m)2X9.8X [(55+7.4)x43r收缩断面处的河道宽度B 0 = Be =43(m),则收缩断面处的单宽流量 q c =Q/B e =1400/43=32.56(m 3/(Sr))坝面流速系数半=1-0.015 p/H =1 —0.015x55/7.4 =0.885 收缩断面水深的计算公式为经迭代得h c =1.061(m)h e 的共轭水深为:h e '今卜8話"譽(卄91^"13.758何下游水深h t =110-100 =10(m)。

因为n <13.758(m)，所以产生远离式水跃，故需要 修建修建消力池，或修建消力坎。

目录目录 (1)常用水力计算Excel程序使用说明 (1)一、引言 (1)二、水力计算的理论基础 (1)1.枝状管网水力计算特点 (1)2.枝状管网水力计算步骤 (2)3.摩擦阻力损失,局部阻力损失和附加压头的计算方法 (2)3.1摩擦阻力损失的计算方法 (2)3.2局部阻力损失的计算方法 (3)3.3附加压头的计算方法 (4)三、水力计算Excel的使用方法 (4)1.水力计算Excel的主要表示方法 (5)2.低压民用内管水力计算表格的使用方法 (5)2.1计算流程： (5)2.2计算模式： (6)2.3计算控制： (6)3.低压民用和食堂外管水力计算表格的使用方法 (7)3.1计算流程： (7)3.2计算模式： (7)3.3计算控制： (7)4.低压食堂内管水力计算表格的使用方法 (8)4.1计算流程： (8)4.2计算模式： (8)4.3计算控制： (9)5.中压外管水力计算表格的使用方法 (9)5.1计算流程： (9)5.2计算模式： (9)5.3计算控制： (10)6.中压锅炉内管水力计算表格的使用方法 (10)6.1计算流程： (10)6.2计算模式： (10)6.3计算控制： (11)四、此水力计算的优缺点 (11)1.此水力计算的优点 (11)1.1.一个文件可以计算不同气源的水力计算 (11)1.2.减少了查找同时工作系数，当量长度的繁琐工作 (12)1.3.进行了计算公式的选择 (12)1.4.对某些小细节进行了简单出错控制 (12)2.此水力计算的缺点 (12)2.1不能进行环状管网的计算 (12)2.2没有采用下拉菜单等可操作性强的方式 (12)2.3没有将某些已有的管件压损计算公式模块嵌入计算表中 (12)2.4没有将气源性质计算公式计算表中 (12)五、存在问题的改进 (13)六、后记 (13)常用水力计算Excel程序使用说明一、引言随着我国经济的迅猛发展，人们对居住环境及生活条件改善的需求更加迫切。

利用Excel表格进行自动喷水灭火系统的水力计算提要利用Excel电子表格进行自动喷水灭火系统的水力计算，可以减少工作量，提高准确度。

介绍了中危险II级一算例的计算方法。

关键词 Excel 喷头工作压力系统计算流量系统供水压力在进行自动喷水灭火系统的设计工作中，系统的水力计算是最核心的工作。

按照《自动喷水灭火系统设计规范》（GB50084-2001以下简称“规范”）系统的设计流量应从作用面积内最不利点喷头的节点流量计算开始，然后对作用面积内喷头的流量逐个累加才能求得。

常见的几种典型布管情况的算例[1]中，利用表格形式进行计算，较为简洁明了。

但计算过程中若均由手工完成则工作量较大，同时常需要根据计算结果对最不利点工作压力和配水管管径进行调整。

这样，整个计算过程都将重新进行。

本文利用Excel电子表格进行自动喷水灭火系统的水力计算，只需输入原始数据及计算公式，即可利用Excel表格的自动填充功能迅捷得出计算结果，若需进行调整也十分便捷。

同时其它工程设计时也可利用本工程建立的表格，修改部分数据即可。

某些参数值如不同管径的比阻、管件的当量长度，一次输入后，以后计算时就不用再查阅工具书。

这样就可以提高设计工作的效率以及准确性。

1原算例简介现选取中危险II级一侧配水支管控制8只喷头算例，其布管形式见图1,原计算表格详见文献[1]。

其基本设计参数：①喷水强度q0=8L/(min﹒m2)；②计算作用面积F=160m2;③采用标准喷头，其流量系数K=80；④最不利点喷头工作压力的初次取值P=10mH2O;⑤喷头流量按式（1）计算：q=K/60*(P/10)1/2 （1）式中 P—喷头的工作压力，mH2O；q—喷头流量，L/s。

⑥各管段的管径系根据“规范”中表8.0.7确定。

⑦配水管管件的阻力按当量长度计算，其当量值见“规范”附录C。

⑧管道的阻力按比阻法计算，其计算公式如下：H=ALQ2 (2) 式中 H—管段的阻力损失，mH2O；L—管段的计算长度，m；Q—管段负荷流量，L/s；A—管道的比阻值，S2/L2。

巧用EXCEL 和AUTOCAD 绘制WES 实用堰摘要：在曲线型实用堰中，WES 实用堰凭借其众多优点，成为广泛使用的一种堰型。

然而的其绘制较繁琐，因些需借助EXCEL 和AUTOCAD 共同完成绘制。

绘制WES 堰实用难度最大的是堰顶下游曲线段和与之相切的直线段。

本文重点介绍该两段的绘制。

关键词：WES 实用堰 ；AUTOCAD ；EXCEL ；1.问题的提出WES 实用堰是水工最常见堰型之一，在水利工程中有广泛使用。

但是WES 实用堰的精确绘制是比较困难而且也相当繁琐，尤其是堰顶下游曲线段和与相切的直线段以及切点的确定。

但是作为工程设计人员比较熟悉的绘图软件AUTOCAD 和表格处理软件EXCEL ，通过一定数学方法，能有效地解决的这个问题，从而使设计人员从繁琐的绘图和计算中解脱出来，把精力放在方案的比选上。

2.WES 实用堰的确定大家都知道，WES 实用堰主要由四部分组成：堰顶上游曲线段，堰顶下游曲线段，直线连接段，下游反弧段。

堰顶上游曲线段一般有三种型式，即三段圆弧曲线式，二段圆弧曲线式，椭圆曲线式。

下游反弧段一般为圆弧式。

由于堰顶上游曲线段和下游反弧段的绘制都比较简单，所以本文将不作详细介绍，而是重点介绍堰顶下游曲线段和与之相切的直线段的绘制。

在介绍绘制之前，我们需将用对曲线方程和直线方程进行必要的变型，并且找出相切点，从而给出它们的通用公式。

----○1 对该方程进行适当变形即得---○2 与堰顶下游曲线相切的直线方程可假设为g(x)=mx+b‘---○3组联立方程○1 ○2 ○3 即可求得切点其中h ：为堰剖面的定型设计水头。

k 、n ：与上游剖面坡度有关的参数 m ：直线斜率。

到目前为止，直线方程和切点坐标通用公式都已经求出。

从公式中可以看出，只要给定参数k,n,h,m 便可得出直线方程和切点坐标。

已知k 、n 由下表确定h 取值可根据上游堰高与设计定型水头的关系来确定。

当堰高P1≥1.33H 的高堰，取H =（0.75～0.95）Hmax ；对于P1＜1.33H 的低堰，取H=（0.65～0.85）Hmax 。

EXCEL在绘制水闸水位—开度—流量关系曲线中的应用摘要：通过闸门启闭来控制水位和流量，是水库调度运用的一项基本内容。

为了使运行管理人员做好水闸的调度工作，科学调配水量，利用EXCEL软件绘制水位—开度—流量关系曲线，解决了人工绘制复杂工程图表的问题。

关键词：EXCEL；水位—流量关系曲线Abstract: through the gate crane to control water level and flow, is the use of the reservoir regulation a basic content. In order to make the operation management personnel do the damages to the scheduling, scientific allocation of water, use of EXCEL software draw water level-the opening-flow relation curves, solve the artificial drawing complex engineering graphs problems.Keywords: EXCEL; Water level-flow relation curves前言MICROSOFT EXCEL 2007是美国微软公司发布的Office系列办公软件之一，是一个功能强大的电子表格软件，具有数据计算、统计分析、图表制作等多种功能。

EXCEL在表格中输入公式、函数，可自动计算出结果；利用表格中的数据，可生成各种柱状图、拆线图、区域图、饼图、环形图、雷达图、组合图等图形。

用EXCEL软件绘制的图表，图形随着数据的改变而改变，具有成图速度快、容易操作的特点。

工程技术人员掌握EXCEL的基本命令和操作技巧，将EXCEL与水利理论知识相结合，应用于水利工程计算之中，起到事半功倍的效果。

Excel水力计算展示之专题6. 堰流过流能力的计算堰流过流能力计算的特点是计算参数较多，且很多参数的确定需要借助于查图或查表，甚至有些参数如堰上总水头H的确定等需要迭代。

堰流的基本计算公式32sQσε=（6-1）式中：Q为过堰流量，m3/s；sσ为淹没系数，当自由出流时，取值为1；ε为侧收缩系数，当有侧收缩时，1ε<，无侧收缩时，1ε=；H为堰上总水头，m。

【工程任务】如图所示，某直角进口堰，堰顶厚度δ=5m，堰宽与上游矩形渠道宽度相同，b=1.28m，求过堰流量。

图堰流示意图【分析与计算】（1）判别堰型55.880.85Hδ==所以该堰为宽顶堰。

（2）确定系数B b=所以1ε=m10.50.5930.85P H ==< 所以1130.320.010.460.75P Hm P H-=++0.3466= 200.730.80s s t h h h P H H H-≈==< 所以1s σ= （3）第一次近似计算流量设010.85H H ==m32321010.3466 1.28 4.430.85 1.54Q ==⨯⨯⨯=m 3/s（4）第二次近似计算流量22201102220 1.540.850.892219.6(1.28 1.35)v Q H H H g gA =+=+=+=⨯⨯m 32322020.3466 1.28 4.430.89 1.65Q ==⨯⨯⨯= m3/s（5）第三次近似计算流量22202203220 1.540.850.902219.6(1.28 1.35)v Q H H H g gA =+=+=+=⨯⨯m 3233030.3466 1.28 4.430.90 1.68Q ==⨯⨯⨯=m 3/s323 1.68 1.651.791.68Q Q Q --==﹪ 符合要求。

（6）验证出流形式203030.6890.8s t h h P H H -==< 仍为自由出流。

借助Excel电子表格实现水库泄流全过程调洪演算【内容提要】借助Excel电子表格实现水库泄流全过程调洪演算，以井研县毛坝水库枢纽病害整治工程初步设计中，其上游水库红岩水库p=0.1%校核洪水过程的调洪演算为算例，探索出两种不同的计算方法：一种是利用Excel电子表格自身的函数和公式运算，实现半自动化的水库调洪演算；二是以Microsoft Excel2010以上版本为依托，通过VBA语言编程来实现全自动化的水库调洪演算。

两种方法的计算结果，与本人当年使用日本夏普便携式PC-1500计算机通过Basic语言编程的水库多功能调洪演算程序的计算结果完全一致。

作者推荐第二种方法，它能在大约1至2秒之内实现多行多列上百数据数百次试算的入库和出库洪水流量演算全过程。

由于它的快速和智能化设计，给水库洪水预报盈得时间，是编制已成水库防洪预案和水利水电工程设计及病害整治工作的有力助手。

【正文】现以井研县毛坝水库1995年工程整治中红岩水库调洪演算为算例，展现更先进的计算方法。

本算例在计算入库洪水过程中，所涉及暴雨洪水参数来源有二：一是四川省水利电力局水文总站1979年10月编制的《四川省水文手册》；二是四川省水利电力厅1984年6月编制的《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》。

虽然后者的暴雨等值线图已经被近20多年来新增实测暴雨资料的补充分析成果所代替。

四川省水文水资源勘测局已增补到2000年的暴雨资料，于2010年12月出版了新的《四川省暴雨统计参数等值线图》，按理应以新的暴雨资料为依据，但为了保持该工程整治设计的原貌，为了与当时本人使用PC-1500计算机和原来的调洪演算程序的运算结果进行比较，仍然使用《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》所附暴雨等值线图计算该水库设计洪水过程线。

一、水库的基本情况毛坝水库位于岷江左支泥溪河上游，井研县天云乡境内。

水库大坝的地理坐标为E103°57′24″，N29°45′37″。

应用EXCEL软件进行拦沙工程调洪演算实例张瑞;程鲲;田博【摘要】调洪演算是拦沙工程设计的一个关键环节,其结果是确定拦沙工程坝高和溢洪道尺寸的主要依据.以大阴湾2#拦沙坝为例,应用EXCEL软件自带的图表、引用公式、迭代计算等功能进行调洪演算,根据拦沙坝入库、出库洪水水量平衡原理,利用洪水过程线洪水流量与时间的线性关系式、起调水位以上的库容曲线趋势线公式和溢流堰堰宽公式,假定溢流堰堰宽后,随着洪水时间推移求得最大下泄流量和最大滞洪水深,最后通过调洪方案比选确定最优调洪演算方案.该方法有助于简化计算过程、提高计算精度,并且能够方便、快捷、直观地将洪水过程及溢洪道调洪过程显示出来,适用于调洪方案的调整、比选、分析,能够实现优化设计方案.【期刊名称】《中国水土保持》【年(卷),期】2012(000)009【总页数】3页(P24-26)【关键词】EXCEL;拦沙工程;溢流堰;调洪演算;洪水过程线【作者】张瑞;程鲲;田博【作者单位】黄河水利委员会晋陕蒙接壤地区水土保持监督局,陕西榆林719000;黄河上中游管理局西安规划设计研究院,陕西西安710021;黄河水利委员会晋陕蒙接壤地区水土保持监督局,陕西榆林719000【正文语种】中文【中图分类】S157.31拦沙工程是以拦沙为目的的大型水土保持沟道治理工程，是以土坝形式拦河蓄洪蓄沙、以溢洪道形式保障运行安全、以放水工程为手段实现“滞洪排清”的水土保持工程。

调洪演算是拦沙工程设计的一个关键环节，调洪演算的结果是确定拦沙工程坝高和溢洪道尺寸的主要依据，也是确保拦沙工程安全性的重要内容。

调洪演算是在确定溢洪道溢流堰形式的基础上，利用库容曲线、根据水量平衡原理进行试算，得到溢流堰最高水位与溢洪道宽度的合理比例。

采用EXCEL软件设计调洪方案，不需要复杂的编程，可避免人工计算费时、费力、容易出错等问题，并且可以通过软件自带的图表功能方便、快捷、直观地将洪水过程及溢洪道调洪过程显示出来，便于调洪方案的调整、比选、分析，从而大大提高了工作效率。