7. 地下水动力学中的配线法(Excel & VBA)

地下水动力学中配线法的 Excel 与 VBA 实现

如果公式乱码,请用浏览器访问,用鼠标右键 -> 加载映像 显示公式。

这个专题看得多,评论少。我希望即使是过客,也请留下你的声音。

以下内容源自地下水动力学课程教学内容,应该是十年前的工作,当年给煤层气、地质工程卓业工程师班上课时,试验就是用这种思路。近日在豆丁网上发现还保存有 “实验1-配线法求参”,不知是那位同学的贡献,颇感欣慰。

这种方式先期绘制标准曲线工作量大,所以不推荐。后续的 Python 程序实现该工作相对简单。

1. 配线法原理

地下水动力学非稳定流的计算,难点在于井函数的计算,有了数据表后可以手工配线,也可用 Excel 与 VBA 实现配线。

以 Theis 公式为例。

Theis 公式及 u 的表达式取对数,可得到如下的形式

\lg s + \lg\frac{4\pi T}{Q}= \lg W(u),\quad\lg t+\lg\frac{4T}{r^2S}=\lg\frac{1}{u}

若含水层 T,\ S 已知,抽水量 Q 确定,则 \lg\frac{4\pi T}{Q}\lg\frac{4T}{r^2S} 为常数。双对数坐标下 s\sim t 形状与标准曲线形状一致。

因此,将 s\sim t 与 标准曲线画在同一双对数坐标系中,移动 s\sim t 散点图配线,根据平移量可以计算出未知的参数 (T,\ S)

记坐标平移量为

\Delta \lg(s)=\lg\frac{4\pi T}{Q},\quad \Delta \lg(t)=\lg\frac{4T}{r^2S}

参数计算公式为

T=\frac{Q}{4\pi}10^{\Delta\lg(s)},\quad S=\frac{4T}{r^2}10^{-\Delta\lg(t)}

上面的参数计算公式随配线法不同而变化。

2. 用 Excel 表配线

预先计算好井函数数据表,并用 Excel 绘制好标准曲线。Excel 需要打开自定义功能区的 “开发工具” 选项。

程序设计思路

在 Excel 表中用滚动条滚动控制散点图的平移量,并将数值返给储存 \Delta\lg (s),\ \Delta \lg (t) 的单元格,在标准曲线上以 (t\times 10^{\Delta\lg(t)},s\times10^{\Delta\lg(s)}) 绘图,使滚动条、图形联动。假定单元格 K27 为水平平移量 \Delta \lg (t),单元格 K28 为垂直平移量 \Delta\lg (s),这两个单元格初始值可设为 0。

如下属性设置,实现对数刻度上左右最大移动 5 个坐标格,上下最大移动 3 个坐标格,移动最小值为一个坐标格的 1% 。

  • 控制水平平移量的滚动条属性为
    name = "HS", Min = -500,Max = 500, Value = 0, SmallChange = 1, LargeChange = 10

  • 控制垂直平移量的滚动条属性为
    name = "VS", Min = -300,Max = 300, Value = 0, SmallChange = 1, LargeChange = 10

  • 滚动条添加事件:

Private Sub HS_Change()
    Range("K27").Value = HS.Value / 100
End Sub

Private Sub VS_Change()
    Range("K28").Value = VS.Value / 100
End Sub

K27K28 的值代入公式可计算参数 TS

结果形如

图片1.png

已完成的 Excel 表格

https://github.com/Yang-guoyong/groundwater-dynamics/blob/main/excel/%E5%9C%B0%E5%8A%A8-%E9%85%8D%E7%BA%BF%E6%B3%95.xlsm

Excel 表还包含 Hantush-Jacob, Neumann 两种配线表。Neumann 数据长度不够,效果不好。

为了避免随意更改程序导致错误,Excel 表设置了密码。想在该表基础上试试的童鞋可在评论区联系我。

image.png
image.png
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 215,634评论 6 497
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,951评论 3 391
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 161,427评论 0 351
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,770评论 1 290
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,835评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,799评论 1 294
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,768评论 3 416
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,544评论 0 271
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,979评论 1 308
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,271评论 2 331
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,427评论 1 345
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,121评论 5 340
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,756评论 3 324
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,375评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,579评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,410评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,315评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容