用EXCEL進行洪峰流量計算說明

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)用EXCEL進行洪峰流量計算 一、前言在水利工作中，經(jīng)常需要計算設計洪水的洪峰流量，如水庫的調(diào)洪演算、防洪堤的高度、攔沙壩的大小等等許許多多方面，都要知道洪峰流量的大小，推求洪峰流量一般有4種方法，一種是根據(jù)流量資料，通過頻率的分析計算來求出設計洪水的洪峰流量；第二種是根據(jù)暴雨資料，通過頻率計算求出設計暴雨，再通過流域的產(chǎn)流和匯流計算，推求出設計洪水的洪峰流量；第三種是經(jīng)驗公式法，利用簡化的經(jīng)驗公式來估算設計洪水的洪峰流量；第四種是推理公式法。在缺乏資料的小流域內(nèi)，利用

2、推理公式是推求洪峰量的主要方法。由推理公式計算設計洪峰流量，需要計算三個方程：從以上的公式可看出，要求得洪峰流量Qm，必須求得和的值，而和互為參變，傳統(tǒng)的方法是通過圖解法和諾模圖法求解，圖解法需要畫圖，比較麻煩，諾模圖法需要查圖，容易出錯，精度也不高。還有沒有快捷而又精準的方法呢？答案是肯定的，這就是用EXCEL來計算洪峰流量。EXCEL是我們常用的軟件，其簡潔的界面、豐富的函數(shù)、可編程的宏語言常常使我們事半功倍，工作輕松而更有效率。下面就用推理公式法推求洪峰流量為例，介紹EXCEL在其中的應用。二、計算方法為使敘述清晰易懂，下面以用編輯好的表格為例，介紹在EXCEL表格中用推理公式計算洪峰流

3、量的方法。見圖1。圖1首先，在1至10行輸入要用到的基本公式，目的是讓人一目了然，了解計算的來龍去脈，也便于以后的理解。在14至18行輸入基本數(shù)據(jù)，包括流域面積、河流長度、河道平均坡降、暴雨衰減指數(shù)、流域中心最大24小時降雨量，其中暴雨衰減指數(shù)和最大24小時降雨量可以從水文手冊上查取，有條件的最好將之掃描下來，保存到表格文件的同一目錄下，在計算表格中用超級鏈接將之鏈接起來，今后查算就十分方便了，再也不用東翻西找，鼠標一點超級鏈接就可查算。第20至24行是計算雨力的值，最大24小時降雨量變差系數(shù)可由水文手冊上查取，偏差系數(shù)一般采用變差系數(shù)的3.5倍值，離均系數(shù)與設計頻率有關，可查表計算，將離均系

4、數(shù)表全部錄入，放入另一張工作表中，見圖2： 圖2我們一般常用的頻率有5、10、20、30、50、100、200、300、500、1000年一遇，為實現(xiàn)離均系數(shù)自動查算，還需要動一番腦筋，離均系數(shù)表的橫列為頻率，縱列是Cs值，在離均系數(shù)表的N3和N4單元格中分別填入“=推理公式法!E21”、“=100/推理公式法!F22”，在N9單元格中填入：“=INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(ADDRESS(3,14,),A:A,1),MATCH(INDIRECT(ADDRESS(4,14,),2:2,1)+(INDIRECT(ADDRESS(MATCH(INDIRECT(AD

5、DRESS(3,14,),A:A,1)+1,MATCH(INDIRECT(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(INDIRE

6、CT(ADDRESS(3,14,),A:A,1),1)”，這個算式的作用是用提供的頻率和Cs值通過內(nèi)插法得出離均系數(shù)的值，其中用到了INDIRECT、ADDRESS、MATCH三個函數(shù)，其用法可以參看EXCEL的幫助。 第25行至28行是計算損失系數(shù)u值，用到了三個公式： 前面兩個公式來自廣西中小河流設計洪水計算方法研究，后一個公式來自水保水文。 第29行是確定匯流系數(shù)m的值，可采用查表法計算，見表1： 匯流系數(shù)也可用公式法計算，對于湘江流域或者相似的流域，可用下列公式計算：第30行是計算0的值，其計算公式為：由于公式比較煩雜，以前將其做成諾模圖，用查圖法計算，比較麻煩，現(xiàn)在有了EXCEL，利

7、用其強大的計算能力，將公式輸入，就可輕松計算出來了。 第31至32行是求解二元方程組： =0-1/4-n 1-u /SpnEXCEL不能計算方程組，但通過變通可解決此問題，把其中的一元經(jīng)過代入，變?yōu)橐辉匠?。將代入，公式變?yōu)椋?0（1-u/Spn）（-1/4-n），利用EXCEL提供的單變量求解工具可漂亮地得出其中一元的值，另一元的值也不難解出。下面介紹具體操作方法：在工作表中的空白單元格中填入任意數(shù)值，本文是在單元格“B46”中填入“1”，在“B47”單元格中輸入公式“=E30*(1-E28/E24*B46E17)(-1/(4-E17)-B46”，單擊工具菜單欄，選擇單變量求解，彈出單變量求

8、解窗口，目標單元格選擇“B47”，目標值填入“0”，可變單元格選擇“B46”，按確定按鈕，電腦通過迭代，非?？斓慕獬龃鸢?。為便于操作，可以將單變量求解做成一個宏，在工作表中利用工具畫入一個名為“解方程”的按鈕，打開MICROSOFTVISUALBASIC編輯器，在編輯框中輸入：Private Sub CommandButton1_click() Sheets(推理公式法).Select Range(b47).GoalSeekGoal:=0, ChangingCell:=Range(b46)End Sub以后求解方程只需按下“解方程”按鈕就行了。最終，第33行是計算洪峰流量Qm，所有的參數(shù)都求出

9、了值，將其一一代入方程 ，得出我們所需要的洪峰流量Qm的值。這樣，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，只需輸入幾個值，按一下按鈕，幾分鐘之內(nèi)就可得出答案。三、計算實例表格完成后，以后進行洪峰流量的計算就十分簡單了。下面以計算實例來說明該表格的用法。首先在E14、E15、E16輸入流域面積、河流長度、河道平均坡降等基本數(shù)據(jù)，實例為流域面積為2.1km2,河流長度為1.05km，平均坡降為0.0204,暴雨衰減指數(shù)、流域中心最大24暴雨量和最大24降雨量變差系數(shù)Cv值可在各省的水文手冊上查取，本例為暴雨衰減指數(shù)為0.66, 流域中心最大24暴雨量為100, 最大24降雨量變差系數(shù)Cv值為0.4,如果要計算10年一遇的洪峰流量，就在F22單元格中輸入10,有了這些數(shù)據(jù)，表格自動計算出雨力Sp的值為52mm, 損失系數(shù)u的值為1.791,我們還需要輸入最后一個數(shù)據(jù)匯流系數(shù)m，可從表1 匯流參數(shù)m查用表查得值為0.9,輸入E29單元格，最后我們要做的只需一點鼠標，點擊解方程按鈕，就可快速地求出洪峰流量的值為50.765m3/s。四、結(jié)論本文用EXCEL進行洪峰流