水利工程勘察中環境水的水化學類型劃分及腐蝕性評價
——Microsoft Excel 基本函數的應用

任景珂

(河北省水文工程地質勘查院 石家莊 050021)

巖土工程勘察中，需對大量野外資料和室內試驗資料進行整理、總結、統計及分析，然后提出合理的巖土參數，水文地質參數，場地評價等。而在冗雜數據統計面前，人工統計分析就顯得力不從心，不僅工作效率低下，而且大量重復工作過程中出錯率大大提高。隨著計算機技術的不斷發展，使用計算機統計分析重復冗雜數據，既便捷又高效，也有效降低了出錯率。

水利工程勘察中往往布設不同種類不同形式的水工建筑物，這就使得水工建筑物場地評價有著舉足輕重地位，而多數水工建筑物需要對場地環境水進行水質分析、水化學類型劃分及腐蝕性評價。例如南水北調中線工程布設了大量的渡槽、倒虹吸、分水閘、節制閘等水工建筑，引黃入冀補淀工程沿途也布置了很多泵站，節制閘、土石壩等建筑物。針對大量的環境水水質分析、水化學類型劃分及腐蝕性評價，筆者借助Excel的簡單條件函數，實現繁冗數據的分析和評價，在提高效率的同時，降低了出錯率。

1 水化學類型劃分

1.1 理論依據

依據《工程地質手冊》(第四版)第九篇地下水部分內容介紹，環境水可按陰陽離子毫克當量百分數含量寫成庫爾洛夫式。

以離子含量(me/L%)>25%作為水化學類型定名的界限值。

1.2 基本函數的理解及選用

理解水化學類型劃分的理論依據，根據室內水質分析結果報告，陰陽離子分別按各離子的毫克當量百分數排序，將符合條件的分別寫入庫爾洛夫式的分子分母。

①對離子按毫克當量百分數排序選用函數LARGE(array，k)實現 ；

②對排序完成的離子與離子類型實現一一對應，選用函數MATCH (lookup_value, lookup_array, [match_type])實現；

③利用IF(logical_test, [value_if_true], [value_if_false])函數實現庫爾洛夫式和水化學類型的寫入。

2 腐蝕性評價

2.1 理論依據

依據《水利水電工程地質勘察規范》GB 50487-2008附錄L進行水工建筑物環境水腐蝕性評價。分別對混凝土結構、混凝土結構中鋼筋和鋼結構進行判別，詳細判別標準及界限指標見規范附錄表L.0.2、表L.0.3、表L.0.4。

2.2 基本函數的理解及選用

由《水利水電工程地質勘察規范》GB50487-2008附錄L可以看出，所有類別的腐蝕性評價只是根據不同離子含量的界限指標來判定，可選用簡單的條件函數多層循環實現，即選用IF(logical_test, [value_if_true], [value_if_false])函數。

3 實例成果實現

以河北某河灌區2016年度續建配套與節水改造工程某泵站環境水水質檢測報告為例。

3.1 總體結構組成

按照實現水質分析、水化學類型劃分和腐蝕性評價的初衷，將總體結構分為以下幾個模塊，具體為原始數據模塊、水質分析成果模塊、腐蝕性評價模塊。如圖1所示。

圖1 環境水水質檢測報告總體結構圖

3.2 原始數據模塊

該模塊主要用于錄入實驗室提供的水質檢測報告結果，即原始數據的錄入，可將實驗數據直接復制粘貼進行錄入，數據錄入快速準確。

3.3 水質分析成果模塊

該模塊用于離子含量統計分析，庫爾洛夫化學式寫入及水化學類型劃分。

①對離子按毫克當量百分數排序，寫入函數LARGE(G6:J6,1)，函數中“G6:J6”表示需要排序的數據范圍，函數中“1”表示排序數據范圍內最大值，返回值為毫克當量百分數，如圖2所示。

②對排序完成的離子的毫克當量數與離子類型實現一一對應，寫入函數MATCH(T5,G6:J6,0)，該函數表示T5單元格內的值在范圍G6:J6中屬于那一列，并返回所在列的編碼，所在列的編碼即表示

不同類型的離子，如圖3所示。

圖2 陰陽離子毫克當量百分數排序

從圖4.2和4.3可以看出，該環境水水質分析結果中，陽離子毫克當量百分數排序為：鈉離子>鎂離子>鈣離子>鉀離子，且含量分別對應46.7%、32.6%、19.6%、1.1%。

③使用條件選擇IF函數對符合條件的離子寫入庫爾洛夫式，并對該環境水進行水化學類型劃分，如圖4所示。

圖3 陰陽離子毫克當量百分數余離子類型的對應關系

圖4 庫爾洛夫式及水化學類型

3.4 腐蝕性評價模塊

該模塊分為環境水對混凝土腐蝕性評價，對混凝土結構中鋼筋的腐蝕性評價，對鋼結構的腐蝕性評價及腐蝕性評價結果匯總。

對混凝土結構中鋼筋的腐蝕性及對鋼結構的腐蝕性評價函數類似，不再一一贅述。

圖5 環境水對混凝土腐蝕性評價

腐蝕性評價結果匯總，選用最簡單的賦值函數，實現如圖6所示的環境水腐蝕性評價結果。

圖6 腐蝕性評價結果

4 結論

通過利用Excel本身內置的基本函數，實現水利工程勘察中的環境水水化學類型劃分，水的腐蝕性評價，不僅節省了大量的計算評價時間，而且在快速的完成的基礎上，大大的降低了人工繁瑣計算過程中的出錯率。

Excel電子表格的計算功能強大，筆者只用了其中的很小部分函數及功能，使用過程中還有待提高與完善。同時筆者還在編寫液化判別，易溶鹽分析成果等等，希望此文能對廣大同仁起到拋磚引玉的效果，面對冗雜繁瑣大量數據時候，開發更多新思路、新方法，從而不斷提高我們的工作效率，實現工作的高效性。

[1]常士驃,張蘇民.工程地質手冊(第四版)[M].中國建筑工業出版社.2006

[2] GB50487-2008水利水電工程地質勘察規范[S].北京:中國計劃出版社.2009

[3] 王大純,張人權等.水文地質學基礎[M].北京:地質出版社.1995