用Excel2000_电子表单程序_作水库调洪演算
Excel表格在水情调度计算中的应用
Excel表格在水情调度计算中的应用作者:张丽艳来源:《农业与技术》2014年第02期摘要:应用Excel表格计算水工建筑物瞬时出流和时段水量等问题,既方便快捷又能准确无误,只要输入库水位和闸门开启情况,各种需要的水情数据就呈现出来。
结合葠窝水库调度工作实际,阐述了Excel表格在水情计算中的应用方法。
关键词:IF函数;HLOOKUP函数;Pa值;时段水量中图分类号:P333 文献标识码:AExcel表格在实际工作中有广泛的用处,一旦被人们掌握,则可以提高数据计算的速度和保证计算数据正确性。
Excel表格的掌握并不难,只要针对具体工作的需要,掌握其中可以直接应用的部分,就能够轻松解决实际工作中的很繁琐的计算工作。
葠窝水库流域的土壤含水量Pa值、出入库流量等,就是应用Excel表格计算的,取得了简便、快速、准确的效果。
下边以Pa值的计算和出库流量的计算为例,谈谈Excel表格在水情计算中的应用。
1 Pa值的计算1.1 流域蓄水量的计算观音阁水库、葠窝水库的区间流域采用蓄满产流模型计算产流量,蓄水量分2层计算,上层土壤蓄水量为20 mm,下层土壤蓄水量为85 mm,计算时段为1日。
流域蓄水的水量平衡方程式为:1.2 径流深R的计算径流深的计算采用蓄满产流模。
1.4 IF函数的应用以葠窝水库2011年8月29日到9月1日Pa值的实际计算数据计算说明。
在行号2中,对应打入:2 Excel中的HLOOKUP函数在调度过程中控制计算及应用2.1 Excel中的 HLOOKUP函数定义:在表格或数值数组的首行查找指定的数值,并由此返回表格或数组当前列中指定行处的数值。
当比较值位于数据表的首行,并且要查找下面给定行中的数据时,请使用函数HLOOKUP。
语法 HLOOKUP(lookup_value,table_array,row_index_num,range_lookup)Lookup_value:为需要在数据表第一行中进行查找的数值。
Excel软件在水库调节计算中的运用
Excel软件在水库调节计算中的运用
聂世虎;曾献华
【期刊名称】《水利技术监督》
【年(卷),期】2005(013)006
【摘要】利用Excel软件自动生成曲线公式进行水库调节计算,可快速提高水库调节计算速度.该方法简便快捷,易于掌握,可大幅减轻计算工作量、降低劳动强度,有效提高计算速度及工作效率,对从事水库工程设计人员具有借鉴作用和参考价值.【总页数】3页(P19-21)
【作者】聂世虎;曾献华
【作者单位】农二师设计院有限责任公司,新疆,库尔勒市,841000;农二师设计院有限责任公司,新疆,库尔勒市,841000
【正文语种】中文
【中图分类】TV131.4
【相关文献】
1.水库长系列联合调节计算方法在取水水源论证中的应用 [J], 黄薇颖;李兴荣;邱静
2.MATLAB程序在水库洪水调节计算中的应用 [J], 汤振权;赵锋;赵恒
3.水库补偿调节在柳州防洪工程体系中的运用 [J], 唐金鹏
4.多年调节大型水库在连续干旱中的运用与评价 [J], 陈祖梅;胡小梅;陈崇德
5.改进的MIKE BASIN在水库调节计算中的应用 [J], 张旭昇; 单金红
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基于Excel的半图解法在水库调洪计算中的应用
基于Excel的半图解法在水库调洪计算中的应用作者:王新华张慧颖黄辉曦郭美华来源:《人民黄河》2021年第11期摘要:相对于列表试算法而言,半图解法避免了大量的试算工作量,在人工调洪计算中广泛应用。
使用该方法时要事先绘制水位—库容曲线、泄流量—库容曲线、单辅助曲线,并反复查算曲线,工作量仍然较大,效率不高。
在分析半图解法基本原理和调洪计算步骤基础上,提出实现曲线查算的关键步骤是将平面坐标系下各种曲线进行分段,根据x值所处的横坐标区间段,利用线性内插法查出分段曲线上的纵坐标y值。
利用Excel中内置的函数trend、offset、match嵌套使用,将曲线查算转化为求分段线性内插值,从而在Excel中实现半图解法调洪计算,大大提高了计算效率。
关键词:半图解法;调洪计算;trend函数;offset函数;match函数; Excel中图分类号:TV214; TV697 文献标志码:Adoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2021.11.014引用格式:王新華,张慧颖,黄辉曦,等.基于Excel的半图解法在水库调洪计算中的应用[J].人民黄河,2021,43(11):76-80,158.Application of Semi-Graphic Method Based on Excel in Reservoir Flood Regulation Calculation WANG Xinhua1, ZHANG Huiying1, HUANG Huixi2, GUO Meihua1(1. College of Water Conservancy, Yunnan Agricultural University,Kunming 650201,China;2.Kunming Branch of Yunnan Provincial Hydrology and Water Resources Bureau, Kunming 650051, China)Abstract: Compared to the list-try algorithm, the semi-graphic method, avoiding a lot of trial calculating work, is widely used in artificial flood regulation calculation. The water level storage curve, discharge and storage curve, auxiliary curve should be drawn in advance when using this method. Curve drawing and repeated search, the workload is still large and the efficiency is not high. Based on the analysis of the basic principle of semi-graphic method and the calculation steps of flood regulation, this paper put forward that the key step to realize the curve calculation and search was to segment all kinds of curves in the plane coordinate system and find out the y-coordinate on the segmented curve according to the x-coordinate interval and x value by linear interpolation method. By using the embedded three functions commands of trend, offset and match, the semi-graphic flood regulation calculation could be realized in Excel by transforming the curves search into finding the linear interpolation of segmented line segments, which greatly improved the calculation efficiency of the method.Key words: semi-graphic method;flood regulation calculating; trend function; offset function; match function; Excel水库的调洪库容、设计洪水位、校核洪水位、泄洪建筑物型式及尺寸拟定和已建水库防洪安全复核等都要进行调洪计算。
Excel表格在水库调洪演算中的应用
Excel 表格在水库调洪演算中的应用白云峰(辽宁省阜蒙县佛寺水库管理处)【摘要】水库的洪水调节计算在设计阶段主要是用来确定泄洪建筑物的尺寸,而在蓄水运行阶段则是为洪水调度提供依据的重要手段。
调洪计算的基本原理是水库水量平衡。
计算方法主要有“列表试算法、半图解法、图解法、简化三角形法”等,其中列表试算法具有概念清楚、易于理解,精确度高等优点,但存在计算繁琐、反复查图、速度较慢的缺点。
随着计算机应用的普及,笔者针对试算法进行了探索,利用Excel 表格强大的计算功能,简化调洪演算方法,取消了人工查图、手工反复试算的的过程,极大地提高了计算速度。
一、试算法调洪的原理试算法的基础就是求解如下联立方程:⎪⎩⎪⎨⎧=-=∆+-∆+)()(21)(21122121V f q V V t q q t Q Q 式中:21Q Q 、——时段t ∆始末的入库流量,米3/秒;21q q 、——时段t ∆始末的出库流量,米3/秒;21V V 、——时段t ∆始末的水库蓄水量,米3;t ∆——时段长,小时。
时段入库流量,由设计洪水过程线提供。
时段末的出库流量,可根据水库下泄流量变化趋势,假定数值进行试算。
起调时,一般011==q Q ,假定一个2q ,就能根据2Q 求出时段的蓄水增量12V V V -=∆。
再从q ~V 关系曲线上由2V 查出2q 。
如果这个2q 与原假设的2q 相等,可继续下一个时段的计算,否则,需重新假定2q ,直到两者相符为止。
由此可见手工进行试算法调洪是相当麻烦的。
目前利用Excel 表格将上述计算所需的公式逐一输入相应的表格,可实现假设泄量q至水库蓄水量V逐栏的自动计算,然后根据试假设蓄水量查q~V曲线,再计算出下泄流量与假设的泄量比较。
如此,仍然是比较麻烦的。
见下图:二、应用Excel调洪计算的必要条件下面仅以佛寺水库设计洪水(100年一遇)和校核洪水(2000年一遇)为例说明洪水调节计算的方法和过程。
Excel图表在洪水调洪水文计算中的应用
Excel图表在洪水调洪水文计算中的应用【摘要】利用手工进行调洪计算和绘图比较复杂,熟悉应用Excel的工作表及图表技巧,把水文计算中的公式编辑成Excel表格专用的计算公式,采用列表试算法,利用Excel中的单变量求解功能对小山水库百年一遇设计洪水和两千年一遇校核洪水进行调洪演算,其计算过程简单易懂,具有较好的实际应用价值,对提高日常工作效率有很大帮助。
【关键词】Excel图表;洪水调洪;水文计算;单变量求解0.概述水利工程管理运用阶段的主要任务是在确保安全的前提下,充分发挥水利设施的作用。
以小山水库为例:小山水库为大型水库,坝址以上集水面积1252km2,按《防洪标准》(GB50201-94)规定,按工程规模,其相应的工程设计洪水标准为百年一遇洪水设计、两千年一遇洪水校核。
1.库容曲线的绘制在调洪计算中,库容曲线是最基本的,但是,采用手工方式在方格纸上点绘实测数据点是一项非常繁杂的工作,特别是当实测数据量比较多的时候。
而在excel中,只要输入相关数据(在第一行单元格中输入相应水位,在第二行单元格中输入容积),点取“插入”-“图表”中选择“xy散点图”,根据提示就可以轻松的绘出库容曲线的散点图,如图1。
图12.蓄泄曲线的绘制在excel中,只要输入相关数据(在第一行单元格中输入泄流能力,在第二行单元格中库容),点取“插入”-“图表”中选择“xy散点图”,根据提示就可以轻松的绘出库容曲线的散点图,如图2。
图23.调洪计算3.1设计洪水过程的推求(1)选取最大洪水过程为8月23日8:00至24日8:00的洪水过程。
(2)水量平衡方程基本公式如下:(Q1+Q2)△t/2-(q1+q2)△t/2=V1-V2V=f(q)式中:Q1、q1——时段初入库、出库流量(m3/s)Q2、q2——时段末入库、出库流量(m3/s)V1、V2——时段初、末水库蓄水量(万m3)△t——计算时段(△t=1小时)V=f(q)为水库蓄水量与泄水量曲线(3)采用列表试算法联立求解水量平衡方程和动力方程,以求得水库的下泄流量过程线。
水库双辅助曲线调洪演算计算程序
钮,其黄色填充
段序号、时段长
击“调洪演算”
水标准下的调洪
不能有空格或负
下方程的形式:
q 每项都与 q 有 2
Q1 Q2 q1 q 2 V2 V1 2 2 t t
Q1 Q2 q q2 t 1 t V2 V1 2 2
即:(
V2 q 2 V q V q ) Q1 2 ( 1 1 ) 式中两个括号内都包括两项 、 每项都与 q 有 2 t t 2 t 2
关,最后一个式子的两个括号内的数据可写成如下两个函数式:
V q q f1 t 2 V q q f2 t 2
V q q f1 t 2 V q q f2 t 2
助曲线法原理,
。
(米) 、下泄流量
水库调洪演算程序说明
1.编制原理及适用范围。本程序系依据《工程水文学》双辅助曲线法原理, 利用 Excel VBA 编制而成,适用于水库无闸控制溢洪道调洪演算。 2.程序应用。首先在调洪辅助曲线计算表中输入水库水位(米) 、下泄流量 (立米/秒) 、库容(万立米)数据后,单击“计算辅助曲线”按钮,其黄色填充 区的数据自动计算。其次,激活调洪演算计算表,在表中输入时段序号、时段长 (小时) 、来水流量(立米/秒) ,此数据即为洪水过程线数据,单击“调洪演算” 按钮,其黄色填充区数据自动计算,下泄流量最大值即为设计洪水标准下的调洪 下泄流量。 注:数据输入必须是英文状态下的有效数值,数据输入区内不能有空格或负 数,否则程序报错不予计算。 3.双辅助线法调洪演算原理。 双辅助线法的解算原理也是水库水量平衡方程,只须改变一下方程的形式: 可写成:
EXCEL函数在水库调度工作中的应用
[ 2009 - 08 - 10 收稿日期] [ 作者简介] 周长美( 1973 - ) , 女, 黑龙江五大连池人, 工程师;刘涛( 1984 - ) , 男, 湖北恩施人, 助理工程师;金新玉( 1971 - ) , 男, 黑龙江五大连池人, 工程师。
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2010 年 第 1 期 ( 第 38 卷)
3. 1 旬月调度报表的制作 3. 1. 1 操作步骤 将拟订好的公式 ① 填入报表( 详见表 1 的 C2 : C13 ) ;制 “9 月上旬 ” 等) , 表 作报表时仅需修改表格中 C1 的内容( 如 格中其它涉及数据填充的单元格会随之从原始表( 附表 1 ) 引 全新的调度报表在很短的时间内即可制作完成 。 用过来, 3. 1. 2 成果评价 1 ) 实现修改一个单元格就能马上生成另一个所需要的 表格, 提高了工作效率, 节省人力资源。 2 ) 数据准确度大大提高, 对校核的密度要求可以适当降 低。 3 ) 水库调度工作中统计水情数据应用 EXCEL, 程序无需 调用其它计算机语言程序, 操作简便, 语法简单易懂, 修改调 整方便。 3. 2 调度旬月简报的制作 3. 2. 1 操作步骤 旬月简报是对水库旬月实际调度情况的总结, 既有文字 也有相关表格, 具体操作分如下 3 步: 说明, 1 ) 应用文字与数据 “先分后合” 原理, 实现数值部分对数 据源的引用。 在 EXCEL 表格中将文字与数值分离制作成表格 ( 详见 A 列是文字, B 列是数值;在表格 B 列填充 EXCEL 函 表 2) , 数公式;用 EXCEL 函数公式合并文字与数值( 表 2 中 A14 ) 。 使旬月简报中的水情及发电相关数据与原始数据表( 附表 1 ) 建立联系。 2 ) 丰富调度简报的文字描述内容, 添加相关表格, 完成 简报。 表 2 中 A14 提供了水库调度旬月简报的文字说明部分, 加入雨水情等特殊文字描述, 再通过实例 1 统计出实际调度 情况统计表, 这样, 一份如表 3 所示的调度简报就很快制作 成功了。 3 ) 校核。EXCEL 函数的应用对语法要求很高, 参数的设 置必须准确无误, 应多次对公式进行校核, 检查公式的准确 性。 8 3 9 月份初水位 214. 64m, 月初库容 57. 99 × 10 m , 月末水 8 3 位215. 72 m, 月末库容 63. 17 × 10 m , 水库水位持续上涨, 蓄 水量不断增加。…… 8 水库 9 月份发电量 0. 93 × 10 kW·h, 发电用水 14. 51 ×
Excel迭代运算功能在调洪试算中的应用
Excel迭代运算功能在调洪试算中的应用Excel是用来方便处理数据的软件,我们熟知的是它在办公领域的应用,但由于它本身自带的二次开发等功能,使得Excel在其他诸如工程领域也得到了极大的应用。
本文探讨了Excel的迭代运算功能在调洪试算过程中的应用方法,具有一定的指导意义。
标签:Excel;迭代运算;调洪演算;试算1、调洪演算基本概念利用水库蓄洪或滞洪是防洪工程主要措施之一。
通常,洪水波进入库区,由于水库蓄水作用,洪水过程线要逐步变形,而具体的变化情况,与水库的容积特性、泄洪建筑物的形式和尺寸以及水库运行方式等有关。
水库调洪计算的目的,正是为了定量地找出他们之间的关系,以便为决定水库的有关参数和泄洪建筑物形式、尺寸提供依据。
水库调洪演算的基本原理为水量平衡方程,计算时,通常已知入库洪水过程和水库水位、库容和下泄流量关系曲线,来推求时段末水库水位。
2、不同调洪试算方法的比较试算可以有很多种方法,一种是手算,其工作量大,每一个计算时段都要计算,而且要试算多次才能满足精度要求;还有就是编写专门的计算程序,其推广性不强,而且因条件不同,适用性也不强。
利用Excel的迭代运算功能来进行调洪试算,避免了以上两种方法的缺点。
3、操作步骤现以具体的水库调洪试算例子来说明Excel迭代运算功能的具体应用。
上述表一为一个时段内的调洪演算内容表,通常还会给出水位、库容和下泄流量的关系表。
①首先根据水位、库容和下泄流量的关系表,利用Excel做出水库下泄流量和水位的关系图以及水库容积与水位关系图。
②设置Excel迭代功能以Excel2007版本为例,在excel选项中选择公式,点击“启用迭代计算”,迭代次数和误差可以自己设定。
如图一:③制作试算表,编写试算公式如表二首先要在Excel工作表中制作上述试算表,其中“假定时段末水位”一项为空白项,然后根据水量平衡方程以及水库下泄流量和水位的关系图和水库容积与水位关系图编写上表中各项与“假定时段末水位”这一项的关系公式。
Excel在水库洪水调度计算中的应用
Excel在水库洪水调度计算中的应用Excel in reservoir flood dispatching in the calculation of the application of shaanxi persistently improving electric power co., LTD. ErLang dam water power generation company zhao qi 724400【 pick to 】 by use of Excel automatic calculation and function function, carries on the reservoir flood dispatch calculation, making the calculation simplification, work more efficient.【 key words 】 Excel; The flood dispatch calculation; Discharge calculation; function在水库洪水调度计算过程中,需要处理、查阅大量的数据和图表,效率低而且出错率高,对水库管理工作提出很高要求。
如何才能准确、快捷地进行洪水调度计算,是水库管理工作者不断研究的课题。
Excel具备的函数和计算功能,能有效解决工作中的困难,减少工作量,数据准确且易于保存,可以快速提高工作效率。
1 建立Excel工作簿并录入数据在工作簿中将sheet1更名为“天生桥水库洪水调度计算表”,然后按照要求在单元格中建立表头和各要素名称(如表1)。
将sheet2更名为“水位库容”,在A列录入水位,在B列录入对应库容。
将sheet3更名为“天生桥水库溢洪道泄流计算表”,按照要求在单元格中建立表头和各要素名称(如表2)。
将sheet4更名为“e/H”(闸门开度/堰上水头),在A列录入e/H,在B列录入与e/H值对应的孔口出流流量系数。
水库双辅助曲线调洪演算计算程序
1.编制原理及适用范围。本程序系依据《工程水文学》双辅助曲线法原理, 利用 Excel VBA 编制而成,适用于水库无闸控制溢洪道调洪演算。 2.程序应用。首先在调洪辅助曲线计算表中输入水库水位(米) 、下泄流量 (立米/秒) 、库容(万立米)数据后,单击“计算辅助曲线”按钮,其黄色填充 区的数据自动计算。其次,激活调洪演算计算表,在表中输入时段序号、时段长 (小时) 、来水流量(立米/秒) ,此数据即为洪水过程线数据,单击“调洪演算” 按钮,其黄色填充区数据自动计算,下泄流量最大值即为设计洪水标准下的调洪 下泄流量。 注:数据输入必须是英文状态下的有效数值,数据输入区内不能有空格或负 数,否则程序报错不予计算。 3.双辅助线法调洪演算原理。 双辅助线法的解算原理也是水库水量平衡方程,只须改变一下方程的形式: 可写成:
Q1 Q2 q1 q 2 V2 V1 2 2 t t
Q1 Q2 q q t 1 2 t V2 V1 2 2
即:(
V2 q 2 V q q V ) Q12 ( 1 1 ) 式中两个括号内都包括两项 、 每项都与 q 有 t 2 t 2 2 t
关,最后一个式子的两个括号内的数据可写成如下两个函数式:
V q q f1 t 2 V q q f2 t 2
V q q f1 t 2 V q q f2 t 2
助曲线法原理,
。
(米) 、下泄流量
钮,其黄色填充
段序号、时段长
击“调洪演算”
水标准下的调洪
不能有空格或负
下方程的形式:
q 每项都与 q 有 2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Excel在水库水文推算中的应用
云南水力发电YUNNAN WATER POWER 34第36卷第2 期表1 年龙门滩水库入库流量推算表 观测时间水库水位/m 库容/104m3库容变量±/(m 3/s)发电负荷/(104KW)发电流量/(m 3/s)泄洪流量/(m 3/s)泄洪总量/104m3入库流量/(m 3/s)凤洋流量/(m 3/s)值班人员月日时分1 龙门滩水库的水文特点与日常水文记录统计情况龙门滩水库控制流域面积360km 2,流域坝址处多年平均流量14m 3/s,年径流量4.42×108m 3,水库正常蓄水位452m,死水位432m,设计洪水位(P=2%)452m,校核洪水位(P=0.2%)453.7m,拦河坝坝顶高程455m,最大坝高57.5m,总库容5 251×104m 3,调节库容3 861×104m 3,库容系数8.7%,为不完全年调节性能水库。
有压引水隧洞长度2 857m,压力管道主管长度202m,一级电站装机容量2×10MW,设计发电引用流量27.66m 3/s,额定水头79.35m。
在类似的水库或水文站中,很多水文数据还是采用手工计算,作日常的水文记录与统计。
以龙门滩水库为例,手工计算表格见表1。
以表1为例的手工计算过程。
Excel 在水库水文推算中的应用林德生(泉州市龙门滩引水工程管理处,福建 泉州 362500)摘 要:以龙门滩水库的入库流量推算为例,运用excel 函数计算,对库容表自动取数并进行参与计算,在通过发电量反推发电流量时,求解含有隧洞水头损失的三次方程,并运用到excel 中,完成整个水库入库流量推算表的电算化。
利用电子表格excel 函数推算,仅需录入水位、发电量、发电小时数,就能得到库容、出库流量、入库流量等结果,节约时间,提高效率,免除手工计算可能出现的误差,特别在汛期,计算比较频繁时,更能体现电算方便快捷的特点。
关键词:入库流量推算;隧洞损失;excel vlookup 函数; if 函数;round 函数;intex 函数中图分类号:TV131.4;P333.9 文献标识码:B 文章编号:1006-3951(2020)02-0034-03DOI:10.3969/j.issn.1006-3951.2020.02.008收稿日期:2019-09-02作者简介:林德生(1972-),男,福建泉州人,高级工程师,主要从事水利水电引水工程管理工作。
如何利用Excel快速完成水利工程概(预)算工作
如何利用Excel快速完成水利工程概(预)算工作摘要:Excel是微软公司开发的一种电子表格软件,它能够方便的制作出各种电子表格,使用公式和函数对数据进行复杂的运算;用各种图表来表示数据直观明了;利用超链接功能,用户可以快速打开局域网或Internet上的文件,与世界上任何位置的互联网用户共享工作文件。
具有很强大的功能。
在这里重点介绍如何运用Excel来编制水利工程概(预)算。
以帮助广大水利工程概(预)算人员快速完成水利工程概(预)算工作。
关键词:Excel;水利工程;概(预)算一、概述传统的水利工程概(预)算是采用人工计算,填写各个单价表,组合成一个个单价后,由人工汇总进单价汇总表,再用单价通过计算器计算出“建筑工程概(预)算表”,最后进行汇总,并把计算出的数据填入已制作好的Word表格中。
用这样的传统计算方法计算一个水利工程概(预)算工作最快需要3天。
由于计算机的普遍运用,利用微软公司开发的Excel 2003电子表格来计算,半小时就可以完成一个水利工程预算,按8小时工作制来计算,运算速度是传统计算方法的48倍。
这就是计算机为社会经济发展带来的巨大贡献。
二、水利工程的特点决定着水利工程造价各异由于水利工程的工作条件不同,受自然条件制约也不同。
有的水利工程可以就地取材,有的水利工程材料运距较远;有的施工难度较大,材料存在二次搬运等决定了每个水利工程的概(预)算工作都是不同的。
同样的分项工程却是不同的价格。
比如说同是渠道工程中的土方开挖工程,由于地点不同,施工难度不同,就会是不同的单价,如果施工难度不大,挖机可以直接进入,这样的土方开挖单价就是9.18元/m3左右;但如果挖机无法进入,周围全是石头,很多施工现场是存在这种情况的,这时就只能选择人工开挖,则土方开挖单价就会是25.73元/m3左右;如果附近全是水田秧苗,挖出的土方不能就近堆放,需要人工抬运,此时的土方开挖价格会更高。
这就是水利工程的特点导致水利工程造价的不同,也是水利工程造价的难点,这就需要受到领导的重视,每个工程都需要派水利工程造价人员前往现场实地踏勘,具体工程具体分析,不能盲目照搬。
用EXCEL进行洪峰流量计算说明
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。
Excel软件在洪水调洪演算中的应用
采用自定义模式 ,用平滑直线绘图 ,选定时间列数据作 X 轴 , 泄水流量列数据作 Y轴 ,自动形成曲线图 (图 1) 。 1. 3 表格建好后保存
在以后的应用中可以根据具体情况只 (下转第 16 页)
3 数值模拟分析
为了进一步分析 - 550 水仓锚注加固效果 ,对该巷道加 固前后进行数值模拟分析 。
由于巷道几何条件和受力都是对称的 ,取巷道断面的一 半进行分析计算 ,根据有限元计算区域选取的原则 ,计算范 围取 5 倍的巷道宽度 。一共划分单元 720 个 ,节点数 777 个 , 其中喷层单元 26 个 ,混凝土底板单元 10 个 ,锚注区 156 个 , 注浆及扩散区 108 个 ,围岩单元 420 个 。通过数值模拟结果 , 对锚注加固前后屈服区分布及主应力矢量图分析认为 :
水利工程管理运用阶段的主要任务是在确保安全的前 提下 ,充分发挥水利设施的作用 :洪水来临时通过腾空的库 容拦蓄 、削减洪峰流量 ,减少次洪对下游的冲击 ;洪水过后利 用兴利库容拦蓄尾水 ,调节水量平衡 ,保证城乡用水 。水库 腾空库容 、拦蓄洪水的时机把握非常重要 ,过早腾空库容或 过晚拦蓄洪水容易造成兴利库容不足 ;过晚腾空库容或过早 拦蓄洪水容易造成水库调节能力降低 ,发生洪水灾害 。水库 的调度运用必须及时和上游来水相联系 ,需要根据降雨确定 未来一定时期内的来水情况 ,根据来水和水库的调节能力确 定水库的最经济合理的调度运用方案 。这一阶段对于水文 工作的要求 ,是根据水文分析计算获得未来长期内可能出现 的平均情势 ,再考虑到水文预报所提供的较短时期内的实时 预报 ,从而拟定出最佳的调度运用方案 。水文分析计算十分 的繁杂 ,从降雨到汇流 ,入库到调泄 ,要经过几个步骤的计 算 ,人工计算量大而且容易出错 。在这方面 ,计算机可以提 供有效 、精确的服务 。
借助Excel电子表格实现水库泄流全过程调洪演算
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″。
EXCEL在水文流量计算中的应用
EXCEL在水文流量计算中的应用在水库水文观测工作中流量计算是一项特别重要的工作,关系到水库水费的征收及汛期泄洪流量的计算,因此把流量计算正确至关重要。
但流量计算公式根据涵闸及泄洪闸型式及水流流态的不同有很多复杂的计算公式,这些公式用普通计算器无法一次性计算出结果,在分步计算中往往又会出现人为的粗心计算错误,用EXCEL自带的函数计算可以避免这种错误的发生。
下面以放水记录成果表作一演示,如图1。
图1 放水记录成果表1、放水记录成果表是一固定表格格式,各个水库都一致,把涵闸的初始数据如名称、高程、型式等先录入进去;2、闸门启闭时间及开启高度根据实际情况填入,闸门的宽度以涵闸设计文件为准;3、出流情况就是涵闸下游水流形态,根据不同的水流形态确定不同的涵闸计算公式,上游水位即启闭闸门时的库水位,下游水位即开闸以后下游水流平稳时的水位,水位差即上下游水位之差值;4、根据水流形态确定涵闸计算公式后可以从网络上下载计算公式自制进表格,或用WORD软件自制公式(较复杂),把常数如a、µ等直接填入表格,流量系数µ以涵闸进口翼墙的形式不同查表得到;5、重点就是流量这个表格,利用EXCEL自带的函数可以先期把流量计算公式直接输入进去,如图2。
利用EXCEL的引用功能,依次输入计算公式,R239即为列为R行为239的这一表格数据(流量系数),SQRT为括号内的数字开平方根,K239为列为K行为239的这一表格数据(开闸高度),P239为列为P行为239这一表格数据(水位差),^2是数值的平方,全部输入完后按回车键确认;图2 流量计算公式6、时段平均流量为开闸和关闸两个流量的平均值,时段为开闸到关闸所用的时间换算成万秒,水量即为平均流量乘以时段所得,累计水量为本次所算水量加上以前累计水量。
以上为流量计算中用EXCEL实现自动计算的方法,平时工作中只需录入开关闸时间、开闸高度、上下游水位即可,流量自动计算出来。
Excel计算表在中小型水库防洪调度水量有关参数估算中的应用
Excel计算表在中小型水库防洪调度水量有关参数估算中的应
用
林福顺
【期刊名称】《水利科技》
【年(卷),期】2006(000)004
【摘要】该文介绍了Excel计算表估算区域中小型水库防洪调度水量有关参数的理论依据、应用方法及成效,供区域水库调度指挥专业人员参考.
【总页数】3页(P44-45,59)
【作者】林福顺
【作者单位】厦门市水利技术服务中心,福建,厦门,361009
【正文语种】中文
【中图分类】TV737
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应用Excel for Win实现水库洪水控制与调节的自动计算
应用Excel for Win实现水库洪水控制与调节的自动计算王月明;Niranjian Mishra
【期刊名称】《建筑技术开发》
【年(卷),期】2003(030)008
【摘要】本文应用水力学的基本原理,借助电脑这一有力的工具,而又不需要高深的编程技术,就能简单、轻松地实现水库洪水控制与调节的自动计算,达到事半功倍的目的,并首次应用Microsoft Excel解决了微积分问题.
【总页数】2页(P112-113)
【作者】王月明;Niranjian Mishra
【作者单位】西南科技大学土木工程学院,绵阳;劳伦丁大学工程学院,加拿大
【正文语种】中文
【中图分类】TV13
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第 13 卷 第 1 期
王卫平 ,等. 用 Excel来自2000 (电子表单程序) 作水库调洪演算
25
Excel 表中的 C、D 列数据) 转化为曲线图 , 然后再将 G、I 列的试算所得的出库流量 、 库容关系也转化为同一图表上的曲线 ,每 试算一次 ,曲线上的该点就立即变化 ,在图 表上就可以马上反映出两曲线是否符合. 2. 3 建立图表过程
( Q1 + Q2) 2
Δt
-
( q1 + 2
q2) Δt
=
V2
-
V1
=ΔV
式中 :
Q1 、Q2 ———时段 Δt
始末的入库流量 , m3/ s ;
q1 、q2 ———时 段 Δt 始末的出库流量 , m3/ s ;
图 1 入库与出库流量过程线
V 1 、V 2 ———时段Δt 始末的水库蓄水量 , m3 ;
Δt ———时段长 ,其大小视入库流量的变幅而定 , h.
在上式中 , Q1 、Q2 可由设计或校核洪水过程线路得出 ,Δt
可根据具体情况选定 , q1 、V 1 可以根据起调条件确定 , 只有 q2 、
V 2 是未知数 ,不能独立求解 , 还必须建立第二个方程 , 即水库
下泄流量 q 与水库溢洪水位以上蓄水量 V 的关系. 根据泄流计
具体的过程如下 :如图 3 、图 4 所示 ,选 定 C、D 列 的 两 组 数 据 ( 在 本 例 中 为 C4∶D16) , 点 击 图 表 向 导 按 钮 , 在 弹 出 的
图表向导24 步骤之 12图表类型 的 对 话 框
中 ,图表类型选 XY 散点图 ,子图表类型选
第二种. 单击 下一步 ,弹出 图表向导24 步
化值ΔV i ,某一时段末的库容 V i 等于前一 时段的库容 V i - 1 和该时段的库容变化值 ΔV i 之和. 即 :
ΔV i +
=
( Qi
+
Qi 2
1)
×Δ T
ΔV i -
=
(
qi
+
qi - 1) 2
×Δ T
ΔV i =ΔV i + - ΔV i -
V i = V i - 1 + ΔV i
q = f ( G) = f ( V ) 上式即为水库蓄泄方程式. 因此 ,得联立方程 :
1 2
( Q1
+
Q 2 )Δt
-
1 2
( q1 +
q2)Δt =
V2 -
V1
q= f ( V) 洪水调节的计算工作 ,实际上就是联立求解以上两个方程
式. 调洪演算的方法有列表试算法 、半图解法和图解法. 实际常 用的是列表计算法. 时段入库流量由设计洪水过程线提供 , 时
图 5 天子岗计算表 (三)
……qi ……和 V3 、V4 ……Vi ……. 按照所求得的库容值 Vi ,查水库水位 —库容曲线 ,可得相
应的水位值 Gi ( K 列值) .
4 结语
水库调洪演算的方法按照运算工具来分 ,大体有手算和电 算两种 ,调洪演算的公式并不复杂 ,但是过程非常繁琐 ,一次一 次的假定数值 、再查表或查图 ,不合理又要重新计算. 手算费时 费力 ,并且精确度不高 ,容易出错. 采用计算机计算一方面可以 减轻人工计算的劳动强度 ,另一方面可能提升计算精度. 电算 的方法有编程计算和利用一些应用软件 (如 Microsoft Excel 和 WPS 2000 等) 来进行计算 ,编程计算通常采用 BASIC 语言或 FOR TRAN 语言来编写程度进行计算 ,这就需要计算人员懂得 计算机语言 ,而对于许多计算机使用者来说 ,需要花费一定的 时间才能学会熟练使用一种计算机语言 ,并且程序的修改和调 试工作也是非常辛苦和复杂. 在计算机技术飞速发展的今天 , 软件开发商们推出了许多易学易用 、直观且功能强大的应用程 序 ,如微软公司推出的 Microsoft Excel 2000 ,其强大的表格计算 和图表生成功能 ,可以完成许多复杂的计算 ,并且非常的直观 , 能生成非常美观的图表. 图表本身可读性强且易修改 ,修改结 果马上得到更新 ,使人一目了然.
如果该时段末的 qi ~ V i 符合蓄泄关 系 (表 1) . 则假定的 qi 是合理的 , 否则重新 假定计 算. 当 所 有 时 段 末 的 qi 都 计 算 出
来 ,其最大的数值就是该频率的最大下泄流量 qmax ,同时最大的
库容 V i 也计算出来了 ,查水库的水位库容曲线 ,就可以得到相
1415 151703 171223 19118 2014 21185
2. 1 单元格计算 在图 2 所示的 Excel 表中 ,将已算出的洪水过程 (入库流量
过程) 列在表 E 列的 (入库流量) 栏下 ,相应的时间列在表中 A 列的 (时刻 t) 栏下. 在 B 列 (时段Δt) 栏下 , 采用公式 :Bi = Ai - 1 - Ai (注 : A 、B 、C ……为 Excel 表中的列标 ,公式中的 i 值为行 标) 进行单元格计算 ,可得相邻时刻的间隔小时数. 该时段内入 库水量所形成的库容增值在表中按如下公式计算后列入 F 列.
图表向导24 步骤之 42图表位置 中 ,选定想要将图表放置的位
置后 ,按 完成 后 ,图表就在工作表上显示出来了 ,见图 5.
3 进行图表试算
计算表及图表都建好后 ,可以 开始试算 ,在数据表中 G 列 , 每输入一个 qi 值 , 则 相 应 的 结果 Vi ( I 列值) 就马上显示 出来. 在图表中 ,曲线上相应 的点也马上变化 ,从曲线上 , 可以看出两曲线的符合程度 , 如果两曲线符合较好 ,则该试 算成果合理 ;如果两曲线符合 较差 ,可对 qi 值重新调试 ,参 照图表上的曲线符合程度 ,直 到两 曲 线 符 合 、结 果 合 理 为 止. 根据已确定的起调条件 (即 ti 时刻的 q1 、V1 ) ,假定下 一时刻 t2 的出库流量 q2 进行 试算 ,试算成功后 ,再假定 t3 时刻 的 出 库 流 量 q3 进 行 试 算 ,按照这种步骤 ,依次计算 出 q3 、q4
计算机程序计算得到. 水库的溢洪道位于大坝的右侧 ,为开敞
24
浙江水利水电专科学校学报
2001 年 3 月
式正槽溢洪道.
根据洪水过程线 ,可以计算得某一时
段 内 入 库 流 量 Qi 所 形 成 的 库 容 增 量 ΔV i + ,假定该时段末的出库流量为 qi , 由
已知的前一时段出库流量 qi - 1 , 算得该时 段内的水库库容减量 ΔV i - , 增减量之和 ΔV i + +ΔV i - 就是该时段内的水库库容变
则 :起调条件确定为 : q1 = 4115m3/ s V1 = 909 万 m3 在 H 列 ,是出库水量所形成的库容减量 ,在 Excel 表中的计 算公式为 : Hi = ( Gi - 1 + Gi) 3 Bi 3 3600/ 2/ 1000000 (式中将单位 换算为 106 m3) 在 J 列 ,是库容变化值ΔVi 即库容增 、减量之差 ,亦即 F 列 减去 H 列值 :Ji = Fi - Hi . 在 I 列 ,为该时刻的水库库容值 Vi ,即 为上一时段的水库库容 Vi - 1加上该时段内的库容变化值ΔVi (J 列值) . 在表中 ,按公式 Ii = Ii - 1 + Ji 计算. 2. 2 利用图表进行试算 试算过程是非常繁琐的过程 ,一次又一次的假定数值 、再 查表或查图 ,如果不合理又要重新假定计算. 如果利用 Excel 的 图表功能 ,将各关系表转化为关系曲线后 ,用曲线来符合 ,就直 观和容易地多. 在试算中要求解出库流量过程线 ,试算后得到 的值要符合已知的下泄流量~库容关系. 为了符合该关系 ,手 工试算往往采取数值内插或点绘曲线 ,而该曲线数值跨度较 大 ,在出库流量变化很缓慢的情况下 ,上两种手工计算的方法 都很难达到精确 ,并且每试算一次就要内插或点绘一次 ,非常 繁 琐 . 如果我们在 Excel表中运用它的图表功能 ,将表1 ( 亦即
天子岗水库位于西笤溪支流浑泥港分支泥河上游 ,集雨面 积 25km2 ,总库容 1851 万 m3 ,是一座以灌溉为主 ,结合防洪 、养 鱼 、发电的中型水库. 在 1998 年的水库除险加固设计中 ,我们对
该水库做了调洪演算. 洪水过程线 (时段入库流量) 由实测降雨 资料求得设计净雨过程后 ,再采用《浙江省瞬时单位线法》进行
算公式 ,下泄流量 q 是水头 h 的函数 ,亦是水库水位 G 的函数 ,
收稿日期 :2000210213 ;修回日期 :2001201219 作者简介 :王卫平 (1974 —) ,男 ,浙江安吉人 ,助工.
而水库库容 V 是水位 G 的函数 (水位~库容曲线) , 故 q 是水 库库容 V 的函数 ,即 :
应的最高水位值 .
表 1 水库溢洪水位以上的下泄流量与库容关系表
下泄流量 q/ m3/ s 4115 4157 8165 14196 2215 24145 25105
库容/ 106m3 9109 91353 101775 121021 1313 1318 14115
27197 61195 114154 180153 25716 344134
Fi = ( Ei - 1 + Ei) 3 Bi 3 3600/ 2/ 1000000 (式中将单位
图 2 天子岗计算表 (一) 换算为 106 m3)
将该水库的下泄流量与库容关系表 (表 1) 数据分别列入 Excel 表中的 C、D 列.
出库流量过程 ( G 列数值) 需要试算 ,试算前需要确定起调 条件 (即 t1 时刻的 q1 、V 1) . 由于该水库有一水方涵 ,水库泄洪 时 ,方涵一直开启 ,其稳定下泄流量为 4115m3/ s ,溢洪水位下的 库容为 909 万 m3 .