7. 地下水動力學(xué)中的配線法(Excel & VBA)

地下水動力學(xué)中配線法的 Excel 與 VBA 實現(xiàn)

如果公式亂碼匣摘,請用瀏覽器訪問怒医,用鼠標(biāo)右鍵 -> 加載映像 顯示公式。

這個專題看得多脆丁,評論少世舰。我希望即使是過客,也請留下你的聲音槽卫。

以下內(nèi)容源自地下水動力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容跟压,應(yīng)該是十年前的工作,當(dāng)年給煤層氣歼培、地質(zhì)工程卓業(yè)工程師班上課時震蒋,試驗就是用這種思路。近日在豆丁網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)還保存有 “實驗1-配線法求參”躲庄,不知是那位同學(xué)的貢獻查剖,頗感欣慰。

這種方式先期繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線工作量大噪窘,所以不推薦笋庄。后續(xù)的 Python 程序?qū)崿F(xiàn)該工作相對簡單。

1. 配線法原理

地下水動力學(xué)非穩(wěn)定流的計算倔监,難點在于井函數(shù)的計算直砂,有了數(shù)據(jù)表后可以手工配線,也可用 Excel 與 VBA 實現(xiàn)配線浩习。

以 Theis 公式為例静暂。

Theis 公式及 u 的表達式取對數(shù),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}

若含水層 T,\ S 已知洽蛀,抽水量 Q 確定,則 \lg\frac{4\pi T}{Q}\lg\frac{4T}{r^2S} 為常數(shù)弯院。雙對數(shù)坐標(biāo)下 s\sim t 形狀與標(biāo)準(zhǔn)曲線形狀一致。

因此听绳,將 s\sim t 與 標(biāo)準(zhǔn)曲線畫在同一雙對數(shù)坐標(biāo)系中,移動 s\sim t 散點圖配線椅挣,根據(jù)平移量可以計算出未知的參數(shù) (T,\ S)

記坐標(biāo)平移量為

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

參數(shù)計算公式為

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

上面的參數(shù)計算公式隨配線法不同而變化鼠证。

2. 用 Excel 表配線

預(yù)先計算好井函數(shù)數(shù)據(jù)表,并用 Excel 繪制好標(biāo)準(zhǔn)曲線量九。Excel 需要打開自定義功能區(qū)的 “開發(fā)工具” 選項适掰。

程序設(shè)計思路

在 Excel 表中用滾動條滾動控制散點圖的平移量,并將數(shù)值返給儲存 \Delta\lg (s),\ \Delta \lg (t) 的單元格类浪,在標(biāo)準(zhǔn)曲線上以 (t\times 10^{\Delta\lg(t)},s\times10^{\Delta\lg(s)}) 繪圖,使?jié)L動條费就、圖形聯(lián)動诉瓦。假定單元格 K27 為水平平移量 \Delta \lg (t),單元格 K28 為垂直平移量 \Delta\lg (s)力细,這兩個單元格初始值可設(shè)為 0睬澡。

如下屬性設(shè)置,實現(xiàn)對數(shù)刻度上左右最大移動 5 個坐標(biāo)格眠蚂,上下最大移動 3 個坐標(biāo)格煞聪,移動最小值為一個坐標(biāo)格的 1% 。

  • 控制水平平移量的滾動條屬性為
    name = "HS", Min = -500逝慧,Max = 500, Value = 0, SmallChange = 1, LargeChange = 10

  • 控制垂直平移量的滾動條屬性為
    name = "VS", Min = -300米绕,Max = 300, Value = 0, SmallChange = 1, LargeChange = 10

  • 滾動條添加事件:

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 的值代入公式可計算參數(shù) T馋艺、S

結(jié)果形如

圖片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 表還包含 Hantush-Jacob, Neumann 兩種配線表迈套。Neumann 數(shù)據(jù)長度不夠捐祠,效果不好。

為了避免隨意更改程序?qū)е洛e誤桑李,Excel 表設(shè)置了密碼踱蛀。想在該表基礎(chǔ)上試試的童鞋可在評論區(qū)聯(lián)系我。

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