宁鹏飞，许经宇，高乃东，陈中竹

（吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林 长春 130021）

在水利工程中，土坝渗流量计算和浸润线的位置确定是土坝设计的重要工作，常常通过渗流量及浸润线确定土坝的安全性。在计算时，根据坝体上下游水位、坝体形状及材料等参数采用试算法确定浸润线方程。由于人工计算工程量大而且误差大，因此本文引用Excel中的VBA编程进行计算，大大地提高了计算的速度和精度。

1 计算理论及试算原理

在土坝设计中，各种土坝如均质土坝、粘土心墙土坝、斜墙土坝无排水设备和贴坡排水等渗流计算理论基本相同，文章将以不透水地基上均质土坝为例来论述VBA的渗流计算中应用（如图1所示）。

图1 筑于水平不透水地基上的均质土坝图

土坝渗流常假定为平面问题去进行分析，一般采用两段法，建立上游段流量方程和下游段流量方程，通过方程联立来求出浸润曲线下游溢出点的高度及单宽流量。

上游段所通过的单宽渗流量为：

下游段所通过的单宽流量为：

浸润曲线的方程式为：

式中：H1为坝上游水深；H2为下游水深；m1为上游边坡；m2为下游边坡；k为坝体渗透系数；ΔL为等效矩形宽度；L为上游水位坝坡交点和下游坝坡与坝基交点的距离；hk为出水点水深；a0为逸出点水位以上的高度；q上游为坝体上游段单宽流量；q下游为坝体下游段单宽流量。

根据通过上下游段的单宽流量相等，由公式（1）、（2）、（3）、（4）联立导出：

表1 迭代计算表

可以看出，公式（6）的两侧为关于a0的高次非线性方程，用一般纯数学的解析方法是难以求解的。……