淺析都江堰水文成果資料整編Excel電算化模塊

摘 要：文章闡述了按照《水文測(cè)驗(yàn)規(guī)范》，運(yùn)用Microsoft Excel軟件，編制水文資料整編模塊的原理和所實(shí)現(xiàn)的功能。希望可以為相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：Excel；資料整編；應(yīng)用 水文資料整編是將觀測(cè)水位、通水時(shí)段、實(shí)測(cè)流速、面積、流量成果等原始資料，依據(jù)《水文測(cè)驗(yàn)規(guī)范》，進(jìn)行系統(tǒng)整理，匯編年度水位、流量、水量、繪制水位流量關(guān)系曲線等成果資料，在資料整編中，大量基本數(shù)據(jù)均由手工抄寫、人工操作計(jì)算，特別是實(shí)測(cè)流量、逐日基本水位的面積包圍法計(jì)算、逐日平均流量值的查找和基本水尺水位、水位對(duì)應(yīng)流量和極值出現(xiàn)日期的挑選，這些工作量極大又繁瑣，且稍有不慎，數(shù)據(jù)抄寫、計(jì)算等等，就會(huì)出錯(cuò)，而且成果表一般是不允許涂改，所以，一旦出現(xiàn)差錯(cuò)，則必須重來，如此大的勞動(dòng)強(qiáng)度和枯燥無味的重復(fù)工作，特別令人怨倦。

鑒于上述情況，運(yùn)用Microsoft Excel2007軟件強(qiáng)大的計(jì)算功能和函數(shù)，創(chuàng)建水文資料整編電算化模塊，主要設(shè)計(jì)理念，只需要錄入最基本的原始資料，到成果資料的所有計(jì)算、流量值的查找、水逐日平均水位、流量、極值及極值出現(xiàn)日期等等，運(yùn)用電算化模塊，相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)全部連貫性自動(dòng)生成，直接出成果表。

1 創(chuàng)建Microsoft Excel軟件水文資料整編電算化模塊

根據(jù)《水文測(cè)驗(yàn)規(guī)范》和Microsoft Excel軟件的特殊性，創(chuàng)建Microsoft Excel軟件水文資料整編電算化模塊，由于《水文測(cè)驗(yàn)規(guī)范》本電算化模塊，設(shè)置以顯示精度為準(zhǔn)以四舍五入法為基礎(chǔ)，避免計(jì)算機(jī)內(nèi)存數(shù)據(jù)計(jì)的無限小數(shù)之和與無限小數(shù)查找對(duì)應(yīng)值。

2 建立Microsoft Excel水位資料整編電算化模塊各種相關(guān)關(guān)系表

測(cè)流儀參數(shù)表→測(cè)流記載簿→水位說明書→流量整理說明書（一）→流量整理說明書（二）→大斷面→實(shí)測(cè)流量成果表→逐日基本水位表→逐日平均水位表→實(shí)測(cè)水位～流量、面積、流速表→水位流量關(guān)系曲線→水位流量關(guān)系表→水位流量關(guān)系附表→部分平均流量→逐日平均流量。

3 Microsoft Excel位資料整編電算化模塊，主要函數(shù)在各種相關(guān)關(guān)系表中的具體運(yùn)用（相關(guān)詳解函數(shù)在Microsoft Excel資料整編電算化模塊）

3.1 測(cè)流儀器參數(shù)表

建立測(cè)流儀器參數(shù)表，直接把當(dāng)年所用測(cè)流儀器參數(shù)絕對(duì)引用到實(shí)測(cè)流量記載簿，絕對(duì)引用函數(shù)=$d$4。

3.2 實(shí)測(cè)流量記載薄

（1）在渠系實(shí)測(cè)流量中，只需要把獲得的原始數(shù)據(jù)，錄入至相應(yīng)項(xiàng)目的單元格，所有實(shí)測(cè)流量計(jì)算及其極值挑選，其結(jié)果全部自動(dòng)運(yùn)算生成。（2）函數(shù)運(yùn)用：絕對(duì)引用函數(shù)、平均函數(shù)AVERAGE（E22：E26）、查找函數(shù)MAX。

3.3 水位說明書

主要是對(duì)水文測(cè)站有無變動(dòng)、水位觀測(cè)、測(cè)流、計(jì)算情況描述，主要函數(shù)為絕對(duì)引用函數(shù)。

3.4 流量資料整理說明書（一）

主要是對(duì)實(shí)測(cè)流量分布情況和實(shí)測(cè)水位與占渠系通水水位的年變幅，同時(shí)也對(duì)斷面測(cè)次、借用計(jì)算斷面流量、測(cè)流儀器參數(shù)及其使用情況作詳細(xì)記錄；主要函數(shù)絕對(duì)引用函數(shù)及其計(jì)算。

3.5 流量資料整理說明書（二）

（1）主要針對(duì)水位流量關(guān)系曲線，歷年水位～流量關(guān)系的比較，以及上年、當(dāng)年、下年水位流量銜接情況予以說明；主要函數(shù)絕對(duì)引用函數(shù)、查找函數(shù)（略）。

3.6 實(shí)測(cè)大斷面成果表

（1）主要記載各垂線起點(diǎn)距、間距、垂線高程；本模塊大斷面設(shè)置了多條垂線、測(cè)點(diǎn)間距的斷面成果表，適合各種斷面情況使用；（2）實(shí)測(cè)流量記載表和其他需要高程、間距、起點(diǎn)距，可以直接在大斷面表中引用。

3.7 實(shí)測(cè)流量成果表

主要是對(duì)實(shí)測(cè)流量記載簿加以系統(tǒng)的整理，自動(dòng)轉(zhuǎn)錄相關(guān)整編數(shù)據(jù)，在此直接引用實(shí)測(cè)流量記載薄附表的月、日、基本水尺水位、流量、面積、最大流速、平均流速、最大水深、平均水深等。

3.8 逐日基本水位表

（1）平均水尺讀數(shù)計(jì)算，建立水位記載表、時(shí)間、時(shí)段關(guān)系、年最高、最低水位、極值出現(xiàn)日期附表，計(jì)算平均水尺讀數(shù)，采用面積包圍法，又稱48加權(quán)法，它適用于水位變化劇烈且不是等時(shí)距觀測(cè)的時(shí)段，計(jì)算時(shí)可將一日內(nèi)0～24時(shí)的折線水位過程線下之面積除以一日內(nèi)的時(shí)數(shù)得之。面積包圍法計(jì)算日平均水位按下式計(jì)算：零時(shí)或24時(shí)水位由于沒有觀測(cè)，應(yīng)根據(jù)前后日相鄰水位直線內(nèi)插法求出。首先計(jì)算出h0、h24，其計(jì)算公式：h0=（h2-h）/（t0+t2）*t0+h

h24=（H2-h20）/（t24+T2）*t24+h20

觀測(cè)水位，時(shí)距相等可采用如下簡易面積包圍法來計(jì)算平均水位，其面積包圍法公式h-=1/48*（C6*BF6+E6*（BF6+BN6）+K6*（BN

6+BV6）+Q6*（BV6+CD6）+W6*（CD6+CL6）+AA6*CL6）

主要函數(shù)注釋：

（1）函數(shù)MINA（C6：AA6），表格中不包含任何數(shù)值的文本字符，則 MINA 將返回 0（零），主要識(shí)別基本水位逐日平均表中，渠道為未通水，標(biāo)注為渠干，則渠干返回值0。

（2）一月中MAX、MINA、SMALL出現(xiàn)的日期函數(shù)MATCH（DN3

9，DN6：DN36，0），即自動(dòng)查找這月中出現(xiàn)最大值的日，其他類推。

（3）函數(shù)SMALL（DR6：DR36，1）返回通水時(shí)的最低水位。

（4）函數(shù)組合INDIRECT（“R”&（MATCH（DW20，DW6：DW17，0）+5）&“C126”，0），返回瞬間極值出現(xiàn)的月、日。

3.9 平均水位表

逐日平均水位表：主要運(yùn)用函數(shù)“h逐日基本水位表！AG231”轉(zhuǎn)錄逐日水位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

3.10 實(shí)測(cè)水位-流量-面積-流速制圖曲線表

此表的建立，是為了制作水位-流量、面積、流速曲線圖坐標(biāo)提供數(shù)據(jù)，目的是整編水位流量關(guān)系，以及檢測(cè)、水文試驗(yàn)的三條曲線的合理性；三條曲線的布置；根據(jù)流量曲線的走向弧度情況予以確定流量、面積、流速向量始點(diǎn)，如流量曲線向量始點(diǎn)始終是0.0，面積曲線向量的始點(diǎn)確定為70.0，制圖面積則為70.0+實(shí)測(cè)面積值，流速向量始點(diǎn)確定為100，制圖流速則為100+實(shí)測(cè)流速值。

3.11 水位-流量、面積、流速關(guān)系曲線

（1）建立座標(biāo)；（2）點(diǎn)插入菜單，選擇XY散點(diǎn)圖，按確定，出現(xiàn)制圖框；（3）然后用右鍵，對(duì)著座標(biāo)圖點(diǎn)擊；（4）出現(xiàn)下拉式菜單，選中選擇數(shù)據(jù)（E）單擊，又出現(xiàn)選擇數(shù)據(jù)源對(duì)話框；（5）左鍵單擊添加，再次出現(xiàn)編輯數(shù)據(jù)系列，對(duì)話框系列名稱輸入***，水文測(cè)站水位-流量、面積、流速曲線關(guān)系，X軸系列值（X流流量值），絕對(duì)引用實(shí)測(cè)水位-流量、面積、流速制圖表中的D列流量數(shù)據(jù)，Y軸系列值（Y水位值），絕對(duì)引用實(shí)測(cè)水位-流量、面積、流速制圖表中的C列水位數(shù)據(jù)，然后確定，水位-流量關(guān)系曲線，就自動(dòng)生成；（6）右鍵對(duì)著X或者Y軸刻度單擊，出現(xiàn)圖下拉式菜單，左鍵單擊設(shè)置坐標(biāo)軸格式（E），然后根據(jù)水位（m）高低、流量（m3/s）大小，設(shè)置適當(dāng)?shù)闹饕?、次要網(wǎng)格刻度后，水位-流量、面積、流速關(guān)系曲線，就形成了刻度清晰、數(shù)據(jù)精確的完整關(guān)系曲線圖；（7）水位-面積、流速關(guān)系曲線與水位流量關(guān)系曲線相同步驟繪制曲線。

3.12 水位-流量關(guān)系表

（1）由于本模塊設(shè)置以顯示值為準(zhǔn)，所以首先設(shè)置一個(gè)水位-流量關(guān)系推流附表，原因是計(jì)算機(jī)是以內(nèi)存數(shù)據(jù)為準(zhǔn)（前面已敘述），然后只需要在附表黑色字體列中，錄入依據(jù)水位流量關(guān)系曲線，讀取的對(duì)應(yīng)水位流量值，附表內(nèi)自動(dòng)按照《水文規(guī)范》，應(yīng)用“加加法X++Y/10”推流，其對(duì)應(yīng)水位流量值就全部自動(dòng)生成；（2）水位-流量關(guān)系表，運(yùn)用保留有效位數(shù)函數(shù)ROUND（Z12，3-LEN（INT（Z12）），水位-流量關(guān)系表即可完成。

3.13 水位-流量關(guān)系附表

運(yùn)用函數(shù)（'水位流量關(guān)系表（1）'！$D10）與水位流量關(guān)系表（1）建立絕對(duì)引用值，與平均水位表與流量關(guān)系附表建立單列區(qū)域返回值，查找對(duì)應(yīng)水位流量值，即一個(gè)水位，對(duì)應(yīng)一個(gè)流量值。

3.14 部分平均流量計(jì)算

錄入開、始時(shí)段時(shí)間、水位，應(yīng)用（G8-C8）*86400時(shí)間函數(shù)，計(jì)算出通水時(shí)段的時(shí)間（秒），再運(yùn)用IF、LOOKUP組合函數(shù)，查找出開、始對(duì)應(yīng)水位流量值，自動(dòng)計(jì)算出通水時(shí)段水量，除以86400秒，即為日平均流量。

3.15 逐日平均流量

應(yīng)用單列區(qū)域返回值函數(shù)LOOKUP，LOOKUP（h逐日平均水位表！B5，Q水位流量關(guān)系附表！B5：B407，Q水位流量關(guān)系附表！C5：C407），按平均水位表內(nèi)的水位，逐一的查找每日水位對(duì)應(yīng)的流量值，運(yùn)用AVERAGE（C6：R15，C18：R27，C30：R40）計(jì)算出旬、月、年平均流量，不再為一年28、29、30、31、365、366天而變化煩惱。

4 Microsoft Excel軟件水文資料整編電算化模板應(yīng)用功能效果

電算化模板，從2007年至今，在參加都江堰灌區(qū)水文資料整編的各單位中，廣泛征求意見，進(jìn)行了多次修改和升級(jí)完善，得到了推廣和應(yīng)用，已經(jīng)達(dá)到了預(yù)期的目的和效果，該軟件操作簡單易學(xué)、使用方便、功能強(qiáng)大、運(yùn)行快捷，并且規(guī)范了都江堰灌區(qū)水文資料整編和統(tǒng)一了資料整編的格式，解決了因?yàn)槿藛T變動(dòng)和理解上的差異而出現(xiàn)資料匯編方法不一致、格式不統(tǒng)一、可比性差、關(guān)聯(lián)性差等問題，極大的避免了人工摘錄、計(jì)算、抄寫、存在費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又容易出錯(cuò)等問題，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。水文資料成果匯編文檔的電算化，重要的是使資料匯編更為規(guī)范、準(zhǔn)確、管理更為先進(jìn)、運(yùn)用更為方便、存檔更為靈活、查閱歷史資料檔案更加快捷。

參考文獻(xiàn)

[1]Excel數(shù)據(jù)處理與函數(shù)應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社.

作者簡介：薛友能（1962-），男，四川德陽人，四川省人民渠第一管理處什邡管理站工程師，大專學(xué)歷，研究方向：農(nóng)田水利灌溉。