利用计算机软件绘制水位～流量关系曲线实例分析

刘丙贺，李 伟，刘 洋

（伊春水文局，黑龙江伊春153000）

利用计算机软件绘制水位～流量关系曲线实例分析

刘丙贺，李 伟，刘 洋

（伊春水文局，黑龙江伊春153000）

通过汤旺河干流晨明水文站2014年畅流期实测流量成果实例分析，将传统手工与计算机软件绘制水位～流量关系曲线两种方式进行对比，特别是针对单一曲线时，软件自动绘制3种关系曲线所具有的优势，快捷、准确。经过实例分析，计算机软件绘制3种关系曲线以及各项检验成果精度均满足相关规范要求。

计算机软件；流量整编；水位～流量关系；定线分析；成果检验

1 概 述

水位流量关系曲线法是流量资料整编中最普遍，最基本的方法，流量资料整编工作主要有两个环节，既定线和推流。只有将3种曲线绘制的合理，才能准确的推求逐日平均流量［1］。

水文资料整编中3种关系曲线的绘制是资料整编工作中一项重要的内容，即水位流量关系曲线、水位面积关系曲线、水位流速关系曲线。传统的3种曲线的绘制方法一般采用手绘，人工上图，通过建立水位（Z）—流量（Q）、水位（Z）—面积（A）、水位（Z）—流速（V）确定曲线，并且需要在实际工作中熟练掌握有关技术规定，掌握测站的特性。当水位（Z）—流速（V）关系定出以后，再来确定水位（Z）—面积（A）和水位（Z）—流量（Q）。

目前普遍采用的手工绘制方式是在方格纸上点绘实测数据点，根据散点分布情况，一般采用目估的方法绘制一条光滑的曲线通过点群中心来建立水位～流量关系。此种绘制方法工作量大，读数易出错，而且绘制出来的曲线存在不确定性，并且需要经过多次的校核、修改才能满足水文资料整编规范要求的各项技术指标。

本文介绍一种应用计算机自动定线程序软件来进行水位～流量关系定线分析的方法，只要将水位、流量、面积、流速4种数据一一对应的输入到EXCEL中，然后将数据复制到定线程序中，就可以在很短的时间内自动绘制3种关系曲线，同时各个节点数据，3种检验、水位流量关系、校线表中所用到的数据逐一的体现出来。

采用计算机定线方式，通过优化曲线功能，实现了水文站水位流量、水位面积、水位流速关系曲线的自动智能生成，可以根据测站的具体情况进行人工辅助修正（比如绳套曲线），数据录之后自动点图，多组水位流量关系可同步参考，支持多种水位流量关系模型优化拟合，能够完成各种曲线精度检验，此种定线程序操作界面简单、方便快捷、准确性高。下面具体介绍一下使用该程序绘制的过程。

2 应用软件

采用三关线自动定线程序需要用到office EXCEL和辅助设计软件AutoCAD等，AutoCAD版本应在2007版本以上。

自动定线程序软件采用Microsoft Visual Basic 6.00语言开发，适用于2000／xp／Win dows7等操作系统。

3 定线原理

该程序自动定线是将水位～流量关系曲线分成若干段，通过改变曲线分段的数目来确定水位～流量关系的合理性，采用智能运算，选择最优满足各项检验且不反曲的关系线。

4 实例分析

4.1 数据整理

以伊春水文局所辖晨明水文站为例，晨明水文站位于黑龙江省伊春市南岔区晨明镇，是松花江左岸一级支流汤旺河出口控制站，地理坐标为E129° 29′，N46°58′，集水面积19 186 km2，断面控制稳定，畅流期的3种关系曲线为单一线。以2014年畅流期实测流量成果举例说明，将水位流量、水位面积、水位流速3组数据统计到EXCEL中，如表1。或者在程序中的数据录入界面下人工输入相关数据。如图1。

表1 晨明水文站2014年畅流期实测流量成果表

图1 数据录入界面

4.2 自动点图成线

通过添加数据功能将水位流量、水位面积、水位流速关系自动生成散点。如图2。

图2 三种关系曲线自动落点

通过添加曲线功能自动生成水位流量、水位面积、水位流速三条曲线。如图3。

图3 自动成线

通过优化曲线功能分别将三条曲线优化拟合。如图4。

图4 自动优化曲线

4.3 输出各项检验成果

此时3种关系曲线已经绘制完成，同时水位流量关系以及节点数据自动计算出来，并以AutoCAD形式输出，如图6。各项检验指标满足水文资料整编规范的要求。如表2。

图5 以AutoCAD形式成图

用人工绘制3种关系曲线图，如图6。同时计算机程序计算的各项检验数据与人工计算的各项检验成果进行对比，如表2。均满足规范要求的各项检验指标。

图6 人工绘制3种关系曲线图

表2 晨明水文站2014年3种关系曲线各项检验成果表

5 结 语

在水文资料整编中，水位～流量关系的分析最基础的工作，水位流量关系的合理性决定了流量资料推求的质量。应用计算机进行水位～流量关系分析与人工定线相比更为方便快捷，而且精度高，大大缩短了工作量和提高了效率。本文通过汤旺河晨明站畅流期实测流量资料来分析验证了该软件在流量整编曲线定线中的成功应用，说明该软件基本可以用于该地区其他类似情况测站的流量资料定线整编。

目前采用程序绘制水位流量关系的软件也很多，但是都存在很大的任意性，特别是出现多条线或者绳套的时候，很难实现自动绘制的要求，该程序对于单一线、多条线情况下能够基本实现智能定线、自动计算各项检验，在实际应用中有较好的效果。但是出现绳套形式的关系曲线时，需要根据水文测站特进行临时修改一些参数设置，才能满足水文资料整编的要求，略显繁琐，不易掌握，还有待软件的进一步升级改进。

［1］蔡长举，付杰，刘浏.水位－流量关系曲线在山区无量水设施渠道水量测量中的运用［J］.节水灌溉，2012（07）：230.

P333

B

2014－10－31

刘丙贺（1982－），男，黑龙江伊春人，工程师，从事水文预报和水文测验工作；李伟（1976－），男，黑龙江伊春人，工程师，从事水文预报和水文测验工作；刘洋（1980－），女，黑龙江伊春人，工程师，从事水文预报和水文测验工作。

1007－7596（2015）06－0052－03