水利工程勘察中环境水的水化学类型划分及腐蚀性评价——Microsoft Excel 基本函数的应用

任景珂

(河北省水文工程地质勘查院 石家庄 050021)

岩土工程勘察中，需对大量野外资料和室内试验资料进行整理、总结、统计及分析，然后提出合理的岩土参数，水文地质参数，场地评价等。而在冗杂数据统计面前，人工统计分析就显得力不从心，不仅工作效率低下，而且大量重复工作过程中出错率大大提高。随着计算机技术的不断发展，使用计算机统计分析重复冗杂数据，既便捷又高效，也有效降低了出错率。

水利工程勘察中往往布设不同种类不同形式的水工建筑物，这就使得水工建筑物场地评价有着举足轻重地位，而多数水工建筑物需要对场地环境水进行水质分析、水化学类型划分及腐蚀性评价。例如南水北调中线工程布设了大量的渡槽、倒虹吸、分水闸、节制闸等水工建筑，引黄入冀补淀工程沿途也布置了很多泵站，节制闸、土石坝等建筑物。针对大量的环境水水质分析、水化学类型划分及腐蚀性评价，笔者借助Excel的简单条件函数，实现繁冗数据的分析和评价，在提高效率的同时，降低了出错率。

1 水化学类型划分

1.1 理论依据

依据《工程地质手册》(第四版)第九篇地下水部分内容介绍，环境水可按阴阳离子毫克当量百分数含量写成库尔洛夫式。

以离子含量(me/L%)>25%作为水化学类型定名的界限值。

1.2 基本函数的理解及选用

理解水化学类型划分的理论依据，根据室内水质分析结果报告，阴阳离子分别按各离子的毫克当量百分数排序，将符合条件的分别写入库尔洛夫式的分子分母。

①对离子按毫克当量百分数排序选用函数LARGE(array，k)实现 ；

②对排序完成的离子与离子类型实现一一对应，选用函数MATCH (lookup_value, lookup_array, [match_type])实现；

③利用IF(logical_test, [value_if_true], [value_if_false])函数实现库尔洛夫式和水化学类型的写入。

2 腐蚀性评价

2.1 理论依据

依据《水利水电工程地质勘察规范》GB 50487-2008附录L进行水工建筑物环境水腐蚀性评价。分别对混凝土结构、混凝土结构中钢筋和钢结构进行判别，详细判别标准及界限指标见规范附录表L.0.2、表L.0.3、表L.0.4。

2.2 基本函数的理解及选用

由《水利水电工程地质勘察规范》GB50487-2008附录L可以看出，所有类别的腐蚀性评价只是根据不同离子含量的界限指标来判定，可选用简单的条件函数多层循环实现，即选用IF(logical_test, [value_if_true], [value_if_false])函数。

3 实例成果实现

以河北某河灌区2016年度续建配套与节水改造工程某泵站环境水水质检测报告为例。

3.1 总体结构组成

按照实现水质分析、水化学类型划分和腐蚀性评价的初衷，将总体结构分为以下几个模块，具体为原始数据模块、水质分析成果模块、腐蚀性评价模块。如图1所示。

图1 环境水水质检测报告总体结构图

3.2 原始数据模块

该模块主要用于录入实验室提供的水质检测报告结果，即原始数据的录入，可将实验数据直接复制粘贴进行录入，数据录入快速准确。

3.3 水质分析成果模块

该模块用于离子含量统计分析，库尔洛夫化学式写入及水化学类型划分。

①对离子按毫克当量百分数排序，写入函数LARGE(G6:J6,1)，函数中“G6:J6”表示需要排序的数据范围，函数中“1”表示排序数据范围内最大值，返回值为毫克当量百分数，如图2所示。

②对排序完成的离子的毫克当量数与离子类型实现一一对应，写入函数MATCH(T5,G6:J6,0)，该函数表示T5单元格内的值在范围G6:J6中属于那一列，并返回所在列的编码，所在列的编码即表示

不同类型的离子，如图3所示。

图2 阴阳离子毫克当量百分数排序

从图4.2和4.3可以看出，该环境水水质分析结果中，阳离子毫克当量百分数排序为：钠离子>镁离子>钙离子>钾离子，且含量分别对应46.7%、32.6%、19.6%、1.1%。

③使用条件选择IF函数对符合条件的离子写入库尔洛夫式，并对该环境水进行水化学类型划分，如图4所示。

图3 阴阳离子毫克当量百分数余离子类型的对应关系

图4 库尔洛夫式及水化学类型

3.4 腐蚀性评价模块

该模块分为环境水对混凝土腐蚀性评价，对混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价，对钢结构的腐蚀性评价及腐蚀性评价结果汇总。

对混凝土结构中钢筋的腐蚀性及对钢结构的腐蚀性评价函数类似，不再一一赘述。

图5 环境水对混凝土腐蚀性评价

腐蚀性评价结果汇总，选用最简单的赋值函数，实现如图6所示的环境水腐蚀性评价结果。

图6 腐蚀性评价结果

4 结论

通过利用Excel本身内置的基本函数，实现水利工程勘察中的环境水水化学类型划分，水的腐蚀性评价，不仅节省了大量的计算评价时间，而且在快速的完成的基础上，大大的降低了人工繁琐计算过程中的出错率。

Excel电子表格的计算功能强大，笔者只用了其中的很小部分函数及功能，使用过程中还有待提高与完善。同时笔者还在编写液化判别，易溶盐分析成果等等，希望此文能对广大同仁起到抛砖引玉的效果，面对冗杂繁琐大量数据时候，开发更多新思路、新方法，从而不断提高我们的工作效率，实现工作的高效性。

[1]常士骠,张苏民.工程地质手册(第四版)[M].中国建筑工业出版社.2006

[2] GB50487-2008水利水电工程地质勘察规范[S].北京:中国计划出版社.2009

[3] 王大纯,张人权等.水文地质学基础[M].北京:地质出版社.1995