水利工程勘察中環(huán)境水的水化學類型劃分及腐蝕性評價
——Microsoft Excel 基本函數(shù)的應(yīng)用

任景珂

(河北省水文工程地質(zhì)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(nèi)試驗資料進行整理、總結(jié)、統(tǒng)計及分析，然后提出合理的巖土參數(shù)，水文地質(zhì)參數(shù)，場地評價等。而在冗雜數(shù)據(jù)統(tǒng)計面前，人工統(tǒng)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(shù)的不斷發(fā)展，使用計算機統(tǒng)計分析重復冗雜數(shù)據(jù)，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(shè)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(shù)水工建筑物需要對場地環(huán)境水進行水質(zhì)分析、水化學類型劃分及腐蝕性評價。例如南水北調(diào)中線工程布設(shè)了大量的渡槽、倒虹吸、分水閘、節(jié)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(jié)制閘、土石壩等建筑物。針對大量的環(huán)境水水質(zhì)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(shù)，實現(xiàn)繁冗數(shù)據(jù)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(jù)

依據(jù)《工程地質(zhì)手冊》(第四版)第九篇地下水部分內(nèi)容介紹，環(huán)境水可按陰陽離子毫克當量百分數(shù)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(shù)的理解及選用

理解水化學類型劃分的理論依據(jù)，根據(jù)室內(nèi)水質(zhì)分析結(jié)果報告，陰陽離子分別按各離子的毫克當量百分數(shù)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(shù)排序選用函數(shù)LARGE(array，k)實現(xiàn) ；

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

③利用IF(logical_test, [value_if_true], [value_if_false])函數(shù)實現(xiàn)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(jù)

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

2.2 基本函數(shù)的理解及選用

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

3 實例成果實現(xiàn)

以河北某河灌區(qū)2016年度續(xù)建配套與節(jié)水改造工程某泵站環(huán)境水水質(zhì)檢測報告為例。

3.1 總體結(jié)構(gòu)組成

按照實現(xiàn)水質(zhì)分析、水化學類型劃分和腐蝕性評價的初衷，將總體結(jié)構(gòu)分為以下幾個模塊，具體為原始數(shù)據(jù)模塊、水質(zhì)分析成果模塊、腐蝕性評價模塊。如圖1所示。

圖1 環(huán)境水水質(zhì)檢測報告總體結(jié)構(gòu)圖

3.2 原始數(shù)據(jù)模塊

該模塊主要用于錄入實驗室提供的水質(zhì)檢測報告結(jié)果，即原始數(shù)據(jù)的錄入，可將實驗數(shù)據(jù)直接復制粘貼進行錄入，數(shù)據(jù)錄入快速準確。

3.3 水質(zhì)分析成果模塊

該模塊用于離子含量統(tǒng)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(shù)排序，寫入函數(shù)LARGE(G6:J6,1)，函數(shù)中“G6:J6”表示需要排序的數(shù)據(jù)范圍，函數(shù)中“1”表示排序數(shù)據(jù)范圍內(nèi)最大值，返回值為毫克當量百分數(shù)，如圖2所示。

②對排序完成的離子的毫克當量數(shù)與離子類型實現(xiàn)一一對應(yīng)，寫入函數(shù)MATCH(T5,G6:J6,0)，該函數(shù)表示T5單元格內(nèi)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(shù)排序

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

③使用條件選擇IF函數(shù)對符合條件的離子寫入庫爾洛夫式，并對該環(huán)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(shù)余離子類型的對應(yīng)關(guān)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(huán)境水對混凝土腐蝕性評價，對混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕性評價，對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性評價及腐蝕性評價結(jié)果匯總。

對混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕性及對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性評價函數(shù)類似，不再一一贅述。

圖5 環(huán)境水對混凝土腐蝕性評價

腐蝕性評價結(jié)果匯總，選用最簡單的賦值函數(shù)，實現(xiàn)如圖6所示的環(huán)境水腐蝕性評價結(jié)果。

圖6 腐蝕性評價結(jié)果

4 結(jié)論

通過利用Excel本身內(nèi)置的基本函數(shù)，實現(xiàn)水利工程勘察中的環(huán)境水水化學類型劃分，水的腐蝕性評價，不僅節(jié)省了大量的計算評價時間，而且在快速的完成的基礎(chǔ)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(shù)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(shù)據(jù)時候，開發(fā)更多新思路、新方法，從而不斷提高我們的工作效率，實現(xiàn)工作的高效性。

[1]常士驃,張?zhí)K民.工程地質(zhì)手冊(第四版)[M].中國建筑工業(yè)出版社.2006

[2] GB50487-2008水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社.2009

[3] 王大純,張人權(quán)等.水文地質(zhì)學基礎(chǔ)[M].北京:地質(zhì)出版社.1995