Excel在黑河流量测验中的开发与应用

水文站流量测验成果的计算，一直以来都是采用进行人工计算、校核和统计，这种传统的方式不仅繁琐，工作量大而且效率低，随着科技的发展，计算机的普及及应用，开发计算机的应用程序，应用计算机进行流量测验成果的统计计算，不仅缩短了工作量，同时提高了计算精度，大大提高生产率，解放了劳动力，为测洪、报讯等节约了时间，为提升水文测报整的数据化、性息化提供了支持和保障。

Microsoft office Excel（电子表格）是水文站职工最为常用的应用软件之一，Excel的VBA（Visual Basic For Application）语言提供了强大的二次开发功能;结合不同测区河流特性和现有流量测验方法，设计适合本地区河流特性的流量计算程序是提高本地区流量测验自动化水平的重要因素，该程序结合水文测站流量测验计算的具体要求，并满足《河道流量测验规范》和《水文资料整编规范》的技术要求。除了考虑到流量的计算方法外，还考虑到陡岸边、两股流、测深不测速、死水界定、一条垂线两个水深、多点法、多种流速仪的组合应用，冰期流量计算等特殊条件下的计算，都可以通过程序中的参数设置将所需要的参数和系数输人到其中，包括岸边系数、流速系数、比降断面间距、流速仪计算公式、水尺高程等。

根据水文测验规范的要求以及实际工作的需要，利用VBA宏控制语言编写了流量计算的程序代码，通过控制Excel对象和流量计算、图表自动绘制等功能，借此使Excel和VBA在流量测验计算中得以应用。基于VBA开发Excel测量程序具有简便、高效和通用的特点，程序的使用具有直观、实时、动态、灵活、交互性与图形功能强等明显的优势。由于Office软件使用的普遍性及其组件之间数据良好的交互性和共享性，Excel在数据处理与相应报告的生成等方面更具优势。在项目设计开发以及成果检验，都是在水文站的流量实测资料的基础上进行，而后在其它水文站上检验、推广及应用。

Excel是微软公司开发的一种具有计算、绘图等多种功能通用的电子表格软件，是微软办公套装软件的一个重要的组成部分，它具有严格的先后顺序和逻辑关系，每一个表格具有固定的格式，层次清晰，一目了然，可以进行各种数据的处理、统计分析和辅助决策操作，广泛应用于众多领域，在水利方面的应用也越来越广泛;水文测验中数据较多，计算量大，是一项比较繁琐且人工计算容易出错的工作，采用Excel编制计算模块，具有强大的功能和良好的人机交互对话界面，简单又实用，容易掌握，每一个软件都有输人、输出等工作表，按照记录本格式填写，输出符合表格比较接近，经过编制加工后，可以达到'所见即所得"的效果，具有易学易用、功能强大、图像直观的特点。

Visual Basic for Applications（简称VBA）是新一代标准宏语言，是基于Visual Basic for Windows 发展而来的。它与传统的宏语言不同，传统的宏语言不具有高级语言的特征，没有面向对象的程序设计概念和方法。而VBA 提供了面向对象的程序设计方法，提供了相当完整的程序设计语言。VBA 易于学习掌握，可以使用宏记录器记录用户的各种操作并将其转换为VBA 程序代码。这样用户可以容易地将日常工作转换为VBA 程序代码，使工作自动化。因此，对于在工作中需要经常使用Office 套装软件的用户，学用VBA 有助于使工作自动化，提高工作效率。另外，由于VBA 可以直接应用Office 套装软件的各项强大功能，所以对于程序设计人员的程序设计和开发更加方便快捷。

根据要解决的问题来选择 VBA 的使用方式是很重要的，电子表格并不能提供所有问题的解决方案。使用 VBA 子程序来处理自动重复计算任务是很有效的;使用 VBA 建立简单函数也是很方便的。该项目主要研究流速仪测验方式下流量成果，采用一种基于Excel的应用计算机程序来计算流速仪畅流期和冰期实测流量成果的方法。只要将起点距、水深、信号数和历时输人到指定界面下，该次的流量成果就会自动生成。该程序与手工计算的过程方式一样，不仅能计算流量而且还可以计算每条垂线的部分输沙率，同时将输沙率的成果一并体现在流量计算表中。经检验該程序可适应各种复杂情况下（如复式断面、多岸边系数、测深测速混合、测速垂线多点法混合等不确定因素混合在一起）的流量计算。该程序主要由测站基本信息、畅流期模板、流量编辑、流量计算与打印、系统设置、数据库管理等部分组成。

对于使用流速仪测流的流量计算，首先要获得流速公式的参数，通过建立流速仪基本信息，在计算处理时可直接调用，极大减少公式的输人量。通过系统设置中水尺高程的设置，只要填取开始和终了读数即可。流量测验从水边开始布设测速垂线，逐条输入测速垂线的相关信息，包括起点距、水深、测时、信号数和历时，直至另一水边结束。对于需要计算输沙率的测站，可在每条垂线所对应的位置输人采样方法、垂线平均含沙量，便能自动计算部分输沙率。通过各个信息的输入，流量计算成果表中流量、面积、流速、断面平均含沙量、糙率和水面比降、以及各极值都会一一自动的计算出来，并且会以电子表格的形式保存输出，方便打印、保存和校核。

编者认为Excel和VBA编制流量测验软具有下列主要特点：

1.数据输入直观方便简洁

水文测验中的雨量、水位、流量、蒸发等原始数据记录采用表格形式的记载表，该软件输人全部采用与记载表一样格式，只要把测量数据按照记载表格式填写到相应位置即可，非常直观，熟悉水文测验的人员不需要专业学习，直接填写就可以，比如流量计算，只需输人站名、施测时间、起点距、水深、总转数、历时等必要实测数据。

2.快速准确自动处理数据

水文测验中经常遇到一些需不断重复计算的繁琐工作，采用Excel数据关联及相应公式强大功能，使用者可以不关心如何计算，只要把数据输完，输出工作表就会得到正确计算结果。在测量中，数据较多，以往采用计算器人工一步步计算，并根据水文规范要求的有效位数和小数位数取舍位数，任务量大且容易出错。如采用VBA编辑函数，输出数据可自动更新，使用方便，达到零差错。

3.优秀的可视化交互界面

Excel的“所见即所得"功能为用户提供了一个可视化的交互平台，可以让用户在一个工作表下管理众多关联数据，多个工作表在同一个任务下运行，过程清晰透明，使用方便。采用Excel计算模块的输人输出工作表可以加工成与人工计算一样的记载计算表，就像纸质记载表一样，直接打印即可，达到资料整编规范要求。

4.Excel计算模块严格遵守水文规范，使数据计算过程和结果符合规范要求

水文的测验和整编规范对测验数据的计算过程小数取舍有严格要求，进位采用取规范规定精度位数后一位数字，采用“四舍六入，奇进偶舍”方法取舍，不同水文要素的单位和取舍精度都不一样采用人工计算繁杂，效率低，而且容易出错。如果使用Excel和VBA结合，只需编辑一个函数即可轻松達到“四舍六入，奇进偶舍”的效果，计算过程和结果符合水文规范要求。

5.方便测验原始数据储存、调用

传统人工记载一般只对结果导出文本结果，查阅调用原始数据很不方便，往往需要查看原始记载表。水文行业对原始资料保存有严格要求，有专门资料库，有专人负责，其他人员查阅原始资料不方便。但采用Excel计算模块可以将每次测验数据分别命名，分类保存在指定文件夹中，保存至任意一台计算机，方便储存和调用。

作者简介：

郭银良，男，1980.7祁连县农牧水利和科技局。