計算技術在水文計算中的應用

王 銘 張海鋒 王紅濤

（ 1.河南省洛陽水文水資源勘測局，河南 洛陽 471000； 2.黃河水利委員會水文局，河南 鄭州 450000）

MATLAB是一個非常強大的科學計算軟件，具有數(shù)值計算、圖形處理等功能，可用于方法計算和統(tǒng)計概率，所以它適用于水文既能解決所遇到的問題，又具有準確、快速的計算優(yōu)點，避免傳統(tǒng)水文計算方法的工作量大、速度慢、精度低等問題。

1 海森機率格紙的繪制

首先，創(chuàng)建一個名為“分析表”的文件。海森機率格紙坐標仍然是一個常見的均勻線，但橫坐標的分裂是不平等的，間隔和相對于P=50%對稱［1］。

1.1 在“黑塞地圖數(shù)據(jù)”的“標簽”中，插入垂直網格線圖。海森機率格紙垂直網格線的繪制是添加一系列的名稱（“海森網格線圖”）工作圖。

1.2 橫坐標對應于計算海森機率格紙的頻率值對累積標準正態(tài)分布的對應變化的收益函數(shù)NormSInv數(shù)量的。0.01%個函數(shù)的水平坐標值是0，這是點的坐標。這一點，與P型頻率坐標可以轉換為海森機率格紙［2］。

橫坐標X—NormSInv（0.01%）+NormSInv（P）該值從所需頻率輸入的列，相同的頻率，每一個需要重復輸入。使用公式來轉換頻率的坐標，輸入的是乙列，即出對應的水平坐標。對應于頻率99.99%的水平坐標。

1.3 海森機率格紙的縱坐標輸入頻率相應值：首先設置垂直坐標的最大值和最小值。不同樣本起點和終點的Y軸是不同的，對于增強適應性，在單元格C2，C3輸入的最大值和最小值（最大值110），在C6：C9或者其他值這種形式可以復制。

軸頻標的默認圖標是不均勻的，它是不統(tǒng)一的。

1.4 在新的列中添加一個新的列，以坐在新的列上根據(jù)標準型I）轉換為橫坐標值明列，F(xiàn)，G列為縱坐標值，所有輸入“0”值。添加此為新系列（名稱為“橫向坐標”）“結果”。與明軸的線完全重疊，我們只需要在軸的數(shù)量根據(jù)標記。設置數(shù)據(jù)系列格式：標簽位置位于下面，并將如軸數(shù)據(jù)標簽依次修改為相應單元格的值。

對一類理論頻率曲線的計算步驟：

①建立一個標簽為“經驗頻率數(shù)據(jù)”的工作表。

根據(jù)數(shù)學期望的經驗公式，將公式:用于水平數(shù)值。年徑流量作為一個垂直坐標加一個散點圖系列，在結果上畫點在地圖上。

②建立一個標簽為“理論頻率數(shù)據(jù)”的工作表

系列代表我和平均分別平均可以方差，總體標準差函數(shù)計算，第三類理論頻率曲線用統(tǒng)計參數(shù)矩法。

③目估配線

將3個布線結果作為3個新系列添加到“結果圖”，二次分配的結果被選擇作為理論頻率曲線，和統(tǒng)計參考的結果。可直接從給定的流量計算的數(shù)目和類型。最后擬合直線得出結果。

2 樣本系列容量加大后圖表的自動更新

2.1 創(chuàng)建“經驗頻率數(shù)據(jù)”表

例如，工作表數(shù)據(jù)的變化結果圖數(shù)據(jù)的自動更新方法。

①為“經驗頻率數(shù)據(jù)”打開標簽。

②選擇“插入”一個“名稱”為“定義”命令，彈出“定義名稱”在輸入對話框的名稱中稱為“X”。在當前工作簿框中，在“引用”“位置”框，輸入公式：=偏移量（經驗頻率數(shù)據(jù)。通過給定的偏移量來指定系統(tǒng)的參考返回新引用。此示例偏移函數(shù)引用第一個數(shù)據(jù)點，通過計數(shù)函數(shù)得到該列中的數(shù)據(jù)點的數(shù)目。單擊“添加”按鈕。

③在“參考位置”中輸入“名稱”中的“名稱”輸入公式：=偏移量（經驗頻率數(shù)據(jù)）計數(shù)（經驗頻率數(shù)據(jù)），點擊“添加”按鈕，確認“按鈕來關閉對話框。

④“結果圖”的激活，選擇一系列數(shù)據(jù)。

⑤步驟3和步驟2的定義的名稱，用于重新設定范圍使用。在編輯框中修改公式“3個參數(shù)在公式中”系列秩序。執(zhí)行上述步驟后，當數(shù)據(jù)量增大時，當數(shù)據(jù)量增大時，圖表將自動更新。單位線是實際工作中常用的流量曲線之一，具有流動過程，并已出口到流域。一種實用的反向電流域單元。應根據(jù)流域洪水資料的分類和綜合判斷。如果我們用傳統(tǒng)的方法來計算多單位線，不僅計算量大，速度慢，而且時間長。然而，如果你使用MATLAB軟件來處理這類問題，可以大大簡化，起到事半功倍的效果。

2.2 用最小二乘法推求單位線

單位線采用降雨徑流觀測資料計算，常用的方法是分析法，最小二乘法，下面主要講的是最小二乘法相對而言，MATLAB軟件不需要上述復雜的操作。矩陣的形成可以直接從鍵盤輸入，矩陣的元素應在“［］”內部，矩陣元素之間的對等點與空間以“，”分離，線與線之間的用“；”或回車字符，如果你不想得到中間結果，就可以選擇結束。“兩個矩陣的加法和減法”是相同的順序；

乘法運算的“乘法”，乘法要求雙方都要與公共維相鄰。有2種形式，通常都是正確的，但為了避免除了由矩陣的奇異性造成的麻煩。MATLAB生成也可以直接輸入，格式要求是矢量元素需要用“［］”，從而形成空間元素，就可以被計算機使用，用逗號或一個分號，分隔的空間和生成的向量。逗號，分號也用來分隔生成的列向量。也可以用表達載體代表，例如X=XO的基本格式。對于一個給定的值，X0代表向量的第一個元素，X的矢量尾元表示是有限的，而一步代表第二步的初始值，用來計算元素的值和前一個元素的值的差值。

3 相關分析

水文現(xiàn)象之間存在著一定的關系，它們之間不是一個函數(shù)關系，也不是完全獨立的，例如，降水與徑流、水位和流量之間的關系，在這樣兩個環(huán)節(jié)之間有上游和下游的洪水相聯(lián)系。相關分析是研究2個或多個隨機變量之間的關系?，F(xiàn)象（變量）之間的關系式三種情況：

①完全相關（功能），即：如果給定一個×××值，有一個完全確定的值和相位這種關系。

②零相關（無關系），即變量沒有聯(lián)系或相互獨立。

③相關性，即變量之間的關系。系統(tǒng)與零相關。在水文在計算過程中，由于復雜水文現(xiàn)象的影響因素復雜，有時為了簡單起見，只考慮最其中一個主要因素，省略了二個因素。雙變量（現(xiàn)象）的研究。關系，一般稱為簡單相關性。如果研究3 或3個或多個變量（現(xiàn)象）的相關性，被稱為一個復雜的相關性，可以是一個圖形的相關關系。分為線性和非線性兩類。常用于水文中計算簡單相關性。

4 結語

本文中討論的方法，簡單輕松學習，快速計算，圖也清晰明了，可廣泛應用于水文徑流shuipin速率計算等。事實上，軟件在水文分析和回歸計算上，也有一定的優(yōu)勢，在這里就不再重復，因此，MATLAB工具可以廣泛解決在水文計算中的問題。

［1］孫穎娜.隨機匯流模型及基于隨機理論確定Nash模型參數(shù)的研究［D］.南京：河海大學，2012.

［2］趙然杭.城市水資源利用的關鍵問題研究［D］.大連：大連理工大學，2011.