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1、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MicrosoftExcel2010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。两种方法的计算结杲，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
2、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，是编制己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屮，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
3、年6刀编制的《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己经被近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己增补到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《四川省中小流域暴南洪水计算手册》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
4、研县天云乡境内。水库大坝的地理坐标为E103057’24",N29°45’37〃。大坝以上总集水面积34.3km2,其上游还有一座小（一）型水库名红岩水库，集水面积10.8k*,主河道长6.40km,河道平均比降12.2%。。红岩水库的洪水计算标准采用与毛坝水库相同的防洪标准，即五十年一遇（p二2%）设计，千年一•遇（p二0.1%）洪水校核。为了节省篇幅，本文只以红岩水库P=0.1%校核洪水的调洪演算过程为算例，不涉及其他的计算内容。红岩水库坝址在毛坝水库大坝上游沿主河道长ll・3km。大坝在1970年建成
5、后，因坝坡较陡，在1979年6月天云乡发生地震的同时，产生大滑坡（主要在内坡），后根据乐山地区水电局（81）120号批文，决定将犬坝高程由498m降低到495m,并削坡整治，其溢洪道堰顶高程相应降低到492.4m,该水库在1981年11月动工整治，到1982年2月经费用光，劳动力下马，但工程并未达到原批文要求。根据1994年11月27FI实测大坝最低点高程为495.13m。溢洪道为9孔浆砌条石弧形薄壁堰，每孔净宽（弦长）5m,其弧长为6.04m,各孔平均堰顶高程为492.36m,总净宽B二5X9二45m,按
6、此垠型取第二流量系数M二1.7,其泄流量计算公式为Q=MBHl5=76.5H15,式中H为堰顶以上水头，以米计。根据《四川省中小流域暴用洪水计算手册》计算得红岩水库p=0.1%的入库洪峰流量为217n?/s,单峰洪水总量为463.32万£其矩形概化历时为5.94h,基流q0=l.62m3/so二、水库调洪演算原理及计算步骤水库调洪演算的目的，是从水库的入库流量过程，运用水量平衡原理，逐吋段演算岀库流量过程及其相应的库内水位。设时间切］及ti的入、出库流量各为QiT、Qi及qi-i、qi;相应的库容为VfV,
7、根据水量平衡原理，可以建立以下方程式：0.5(Qi-i+Qi)At_0.5(Qi-i+Qi)At=Vi_Vi-i(1)即qi=2(Vi-j-Vi)/At+Qi-i+Qi-Qi-i(2)式屮At——时段历时，At二ti-tiT若将(2)式屮的各项按常用的单位计算，即流量单位为nf7s,库容单位为万n?,时间单为小时，则(2)式改变为：Cji=5.556(Vi-j-Vi)/At-qi-i+Qi-i+Qi(3)若取At=0.5小时，则(3)式可改写为qi二11.lll(Vi-i-Vi)-qi-i+Qi-i+Qi(
8、4)(3)〜(4)式中因Vi为未知项，只能先假定时段末水位Zi,在事先置入Excel电子表格屮的水位〜库容量关系序列屮插补计算Vi,再由(3)或(4)式计算q,又由于出库流量Qi与水位Zi的关系同时受到溢洪道堰顶高程Zs、净宽B及与堰型有关的第二流量系数M的制I5约，qi二MB(Zi-Zs)'o9/Q即Zi二(qi/M/B)「+Zs(5)为了与原假定的Zi加以区别，将(5)式改为9/3Zi'二(qi/M/B)'+
