excel表格在水库调洪演算中的应用

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1、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

2、的基础就是求解如下联立方程：式中：——时段始末的入库流量，米3/秒；——时段始末的出库流量，米3/秒；——时段始末的水库蓄水量，米3；——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，假定一个，就能根据求出时段的蓄水增量。再从～关系曲线上由查出。如果这个与原假设的相等，可继续下一个时段的计算，否则，需重新假定，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Excel5表格将上述计算所需的公式逐一输入相应的表格，可实现假设泄量至水库蓄水量逐栏的自动计算，然后根据假设

3、蓄水量查～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。1.水库蓄水量是水库水位的函数，但由于水库形状极不规则，无法列出方程式的代数式，因此，必须将实测所得的～曲线由图形转化为数字格式，并精确到厘米。首先，在大比例尺的～曲线图上以每隔10厘米查取对应的库容值，再以直线内插法求取对应厘米水位的库容值，制成表格。2.将上述水位、库容表中的库容输入Excel表格的A列，相应的水位输入B列，并将该表名称定义为“

4、库容”。5三、计算方法1.在K4单元格中插入函数：LOOKUP(lookpvalue,lookupvector,resultvector)，其语法形式如下：Lookup_value  为函数LOOKUP在第一个向量中所要查找的数值。Lookup_value可以为数字、文本、逻辑值或包含数值的名称或引用。本例取J列中蓄水量值。Lookup_vector为只包含一行或一列的区域。Lookup_vector的数值可以为文本、数字或逻辑值。本例中为“库容”表中A列数值。Lookup_vector的数值必须按升序排序：...、-2、-1、0、1、2、...、A-Z、FALS

5、E、TRUE；否则，函数LOOKUP不能返回正确的结果。文本不区分大小写。Result_vector只包含一行或一列的区域，其大小必须与lookup_vector相同。本例中为“库容”表中B列的数值。说明如果函数LOOKUP找不到lookup_value，则查找lookup_vector中小于或等于lookup_value的最大数值。如果lookup_value小于lookup_vector中的最小值，函数LOOKUP返回错误值#N/A。插入函数后的K列（Z栏）中的公式为=LOOKUP(J4,库容!A$4:$A$1837,库容!$B$4:$B$1837)，向下拖拉

6、复制公式到整列。至此，当我们输入试算泄量的数值时，K列（Z栏）中的库水位就被自动查找出来。2.根据水位求出相应的泄量5L4单元格为对应于库水位的相应泄量，一般从~曲线图中查取。为了便于计算，我们在L4单元格中输入泄量计算公式：式中：——溢流堰的侧收缩系数；——边墩的形状系数，本例取0；——闸墩的形状系数，本例取0.45；——闸孔数目，本例为4；——实用堰的流量系数，本例取0.43；——包括行进流速的堰上水头，——实用堰的单孔堰宽，本例为9m；将上述公式复制到整个L列，就可以自动计算相应水位下的闸门泄量了。四、自动查找水位法与手动查表法的对比我们将自动查找水位法和手

7、动查表输入水位法进行的调洪演算成果进行比较，下图中只有少数（如K35、K36）单元格中的库水位值相差1cm，但是不影响下一时段洪水调节计算的水位值，误差是十分微小的。5五、结论1.利用Excel表格的函数功能进行调洪演算中，实现库水位的自动查找是切实可行的，其误差微乎其微可以忽略不计。2.自动查找避免了手工查找可能存在的选择数据出错，提高了调洪演算精度。3.避免了试算过程中反复查表、反复输入数据的过程，从而加快了试算速度，大大提高了工作效率。5