用EXCEL进行洪峰流量计算说明

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业用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

2、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，必须求得和的值，而和互为参变，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

3、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

4、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(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)”，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0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

7、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： =0-1/4-n 1-u /SpnEXCEL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。将代入，公式变为：=0（1-u/Spn）（-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的值，另一元的值也不难解出。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*B46E17)(-1/(4-E17)-B46”，单击工具菜单栏，选择单变量求解，弹出单变量求

8、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MICROSOFTVISUALBASIC编辑器，在编辑框中输入：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

9、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