洪峰流量計(jì)算

本文格式為Word版，下載可任意編輯——洪峰流量計(jì)算在工程設(shè)計(jì)中我們經(jīng)常遇到求解設(shè)計(jì)洪水以作為水工建筑物設(shè)計(jì)的依據(jù)。利用EXCEL的數(shù)據(jù)處理功能可以扶助我們化繁為簡(jiǎn)，從而大大降低求解設(shè)計(jì)洪峰流量的難度，有很好的實(shí)用價(jià)值。

設(shè)計(jì)洪峰流量；洪峰流量PⅢ頻率曲線；EXCEL

TV222A

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在工程設(shè)計(jì)的水文計(jì)算中，我們經(jīng)常遇到求解設(shè)計(jì)洪水計(jì)算的問題。設(shè)計(jì)洪水計(jì)算是通過對(duì)暴雨、洪水等資料的分析，尋求它們的規(guī)律，推求出將來在設(shè)計(jì)地點(diǎn)可能展現(xiàn)的符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪水，給我們的規(guī)劃設(shè)計(jì)供給必要的水文依據(jù)。EXCEL具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理分析才能，通過一些簡(jiǎn)樸設(shè)置，可以舉行洪峰流量計(jì)算的繁瑣工作。本文主要介紹使用EXCEL計(jì)算洪水的設(shè)計(jì)洪峰流量。

一、閱歷頻率計(jì)算

已知某河水文站實(shí)測(cè)洪峰流量資料共30年，其閱歷頻率計(jì)算步驟如下：

第一，如圖1所示，將30年的實(shí)測(cè)洪峰資料輸入到圖中B列，在A列中輸入1-25的相應(yīng)序號(hào)。選中B列中30個(gè)洪峰數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵舉行“降序”排列。

其次，計(jì)算閱歷頻率。閱歷頻率計(jì)算公式為P=m/（n+1），n=30。在圖1中，計(jì)算結(jié)果列在D列，在D2中輸入“=A2/31×100”，然后回車可以得到計(jì)算結(jié)果。以下各行計(jì)算結(jié)果直接用十字光標(biāo)拖動(dòng)即可。

二、統(tǒng)計(jì)參數(shù)估計(jì)

第一，求平均洪峰流量X。在洪峰數(shù)據(jù)結(jié)果一行的下面B32行輸入“=AVERAGE（B2：B31）”，回車，即可以得出結(jié)果。

其次，計(jì)算模比系數(shù)Ki。模比系數(shù)計(jì)算為Ki=Xi/X。在H列重新輸入并降序排列實(shí)測(cè)的30年洪峰資料，在I列輸入所求的均值X。在J2處輸入“=H2/I2”，回車，然后按住十字光標(biāo)拖動(dòng)至需要計(jì)算的行即可。

第三，求“（Ki-1），（Ki-1）2”。（Ki-1）的計(jì)算式為在K2處輸入“=J2-1”，回車。（Ki-1）2的計(jì)算式為在L2處輸入“=J^2”，回車。

第四，計(jì)算Cv值。在L32處輸入“=SUM（L2：L31）”，回車。在L34中輸入“=（L34/29）^0.5”，回車。可求出Cv=0.63。為了便當(dāng)查表及便當(dāng)目估適線，Cv=0.7和Cv=0.8。

第五，計(jì)算Cs值。根據(jù)相關(guān)工程閱歷。當(dāng)1＞Cv＞0.5時(shí)，Cs值?。?.5-3.5）Cv。在本例中。當(dāng)取Cv=0.7時(shí)，取Cs=3Cv；當(dāng)取Cv=0.8時(shí)，取Cs=3.5Cv。

三、各頻率洪峰流量計(jì)算

已知Cv=0.7，Cs=3Cv；已知Cv=0.8時(shí)，Cs=3.5Cv兩種處境。相應(yīng)洪峰流量的頻率P（%）如圖O欄所示。在“PⅢ頻率曲線Kp系數(shù)表”查得相應(yīng)兩種處境的Kp值分別列入Q欄和S欄。然后用Q欄和S欄對(duì)應(yīng)頻率的Kp值乘以X，可以得出相應(yīng)頻率的設(shè)計(jì)洪峰流量值。至此，洪水根本資料的處理完成。

四、使用EXCEL制作PⅢ頻率格紙

數(shù)據(jù)處理完成后的頻率格紙的制作是做出洪峰流量頻率曲線的關(guān)鍵所在，而頻率格紙制作的關(guān)鍵所在就是X軸的刻度劃分，在EXCEL圖表中默認(rèn)的X軸為等距劃分的。而頻率格紙X軸劃分是把標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)頻率曲線拉成一條直線的原理來繪制。所以這種頻率格紙的Y軸仍是普遍分格，但是橫坐標(biāo)的分格是不相等的，中間分隔較密，越往兩端分格越稀，其間距在P=50%的兩端是對(duì)稱的，即當(dāng)P=0.01%，X=3.72。在EXCEL中，這種轉(zhuǎn)化是由以下步驟完成的：

第一，在新建立的工作表2的AA欄中輸入擬畫入的X橫坐標(biāo)刻度值，一向到AA欄的51行（假設(shè)想獲得更好的效果可以更加細(xì)分X橫坐標(biāo)）。在AB3中輸入“=NORMSINV（AA3%）”，回車。然后拖動(dòng)十字光標(biāo)到AB欄51行。若以P=0.01%為橫坐標(biāo)原點(diǎn)，那么在AC3欄中輸入“=－$AB3$+AB4”，然后向下拖動(dòng)十字光標(biāo)至該欄51行。

其次，Y軸最小值取0，最大值根據(jù)其次次適線洪峰流量計(jì)算成果取2400最大。

第三，在工作表1中任意處點(diǎn)擊一個(gè)插入點(diǎn)，在EXCEL“插入”下拉菜單或快捷鍵中選擇插入帶直線的點(diǎn)散圖。

第四，在插入的空白圖上點(diǎn)擊右鍵選擇數(shù)據(jù)源。彈出一個(gè)對(duì)話框，點(diǎn)擊“添加”按鈕，彈出“編輯數(shù)據(jù)系列”對(duì)話框，首先給這個(gè)系列命名，不妨命名為“頻率格紙”，然后引入上述步驟計(jì)算出的X軸、Y軸的坐標(biāo)刻度值，點(diǎn)擊確定。這樣可以繪制出頻率格紙的各條縱線。

第五，刪除系統(tǒng)自動(dòng)生成的坐標(biāo)刻度。

第六，選擇剛剛畫好的縱線，右擊鼠標(biāo)，選擇“添加數(shù)據(jù)標(biāo)簽”，選擇只顯示X值的選項(xiàng)。然后逐個(gè)修改各頻率所對(duì)應(yīng)的AC欄3-51的X值，刪除多余的標(biāo)簽，可以制作完成頻率格紙。

五、將各頻率對(duì)數(shù)刻度轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的PⅢ頻率線性刻度

按照第4節(jié)第一步的做法，分別變更工作表1中D列中閱歷頻率、O列中目估適線各指定頻率的X軸，轉(zhuǎn)化后的X軸刻度值結(jié)果分別列入F列和V列。這樣做的目的是使頻率格紙的坐標(biāo)橫軸統(tǒng)一起來，便于下一步目估適線。

六、繪制閱歷點(diǎn)據(jù)，舉行適線目估

第一，繪制閱歷點(diǎn)據(jù)。點(diǎn)擊在工作表2里生成的頻率格紙，重復(fù)第4節(jié)的第4步的過程，添加閱歷頻率點(diǎn)據(jù)。添加完成后更改數(shù)據(jù)圖表類型為僅顯示點(diǎn)據(jù)的點(diǎn)散圖。

其次，繪制目估適線。重復(fù)上一步驟兩次，分別添加第一次和其次次的目估適線。數(shù)據(jù)圖類型為帶直線的點(diǎn)散圖。

七、計(jì)算相應(yīng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的洪峰流量

在兩次配線結(jié)果中選擇一條與閱歷點(diǎn)據(jù)合作較好，可作為采用的洪峰頻率曲線。查得與設(shè)計(jì)洪峰頻率相應(yīng)的Kp值計(jì)算設(shè)計(jì)洪峰。例如，查P=0.5%對(duì)應(yīng)Kp=4.87，按Qp=Kp×X算得Qp=4.87×551.2=2684m3/s。

八、總結(jié)

EXCEL有強(qiáng)大的函數(shù)和數(shù)據(jù)處理才能，使用EXCEL計(jì)算設(shè)計(jì)洪水的設(shè)計(jì)洪峰流量及繪制洪峰流量的PⅢ曲線切實(shí)穩(wěn)當(dāng)。而且在片面數(shù)據(jù)修改時(shí)，EXCEL供給的數(shù)據(jù)鏈接功能可以便當(dāng)?shù)匦薷慕Y(jié)果；再加上EXCEL與WORD強(qiáng)大的兼容功能，可以大大提高編寫設(shè)計(jì)報(bào)告的效率。用EXCEL處理設(shè)計(jì)洪水是一種簡(jiǎn)樸、經(jīng)濟(jì)、有效的方式，值得在工程設(shè)計(jì)中推廣應(yīng)用。

[1]詹道江，葉守澤合編.工程水文學(xué)（第3版）[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2022：181―185，241―244.

[2]吳江，翁澤平.用EXCEL繪制PⅢ頻率曲線[J].工程地質(zhì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2022（1）：1