南方片整編軟件在潘大水庫水文資料整編中的應用

吉辛望，龐玉增

（海河水利委員會引灤工程管理局， 河北 唐山 064309）

1 電算整編軟件應用概況

1992年，《中華人民共和國水文年鑒》（以下簡稱水文年鑒）在全國范圍內停刊，水文整編資料改為以電子版方式存儲。在這一形勢下，傳統手工資料整編方式已不能適應資料高效和即時存儲的需要。隨著計算機技術的進步，電算整編替代傳統手工資料整編方式成為發展趨勢。

河北省開展水文資料電算整編軟件研制工作起步較早。起初，操作平臺是16位的DOS操作系統，隨著可視化操作系統的誕生，升級為32位的Windows操作系統。整編軟件采用VB6.0與FORTRAN90混合編程開發。河北省研制的河北省水文資料整編系統，隨著在該省水文資料整編中的應用和不斷改進、完善及擴充，形成了功能完備、操作簡便的集水文資料整編、匯編、成果轉換、數據庫轉儲及成果批量打印于一體的水文資料整編多功能系統。軟件按該省下轄的10個直屬局分別編制河站名文件，便于結合地區水系特點進行電算整編操作。2007年水文年鑒全面恢復刊印后，河北省水文資料整編系統被用于海河水利委員會系統及北京、天津等地水文資料電算整編中。

該整編系統分為水流沙、降水量、綜合制表3個模塊，每個模塊有各自的原始數據加工方法；原始數據經電算整編后，轉換為文本格式和Excel文件格式的成果文件，另生成原始數據文件、成果中間文件、校核數據文件以及成果數據庫文件，用于對運算過程逐步進行檢查。面向不同格式的數據庫，系統可將成果文件經轉換程序轉換后存儲于各數據庫中。

河北省水文資料整編系統在2006—2014年潘家口水庫、大黑汀水庫（以下簡稱潘大水庫）水文資料整編中得到應用。

2 南方片整編軟件簡介

水文資料整編系統SHDP2.0（以下稱南方片整編軟件）由長江水利委員會水文局研制，其最近版本為HDP5.0。該系統最大特點是需要有服務器（軟件）的支持，后者也安裝在本地計算機上。服務器（軟件）包括程序文件和后臺數據庫兩部分。程序文件安裝路徑一般默認為操作系統所在驅動器，后臺數據庫則選擇安裝在其他驅動器上。在本地計算機上安裝數據庫服務器SQL Server 2000（或Access）時，要求本地計算機操作系統支持創建新的SQL Server 2000實例或安裝“客戶端工具”。服務器（軟件）安裝完成后，彈出的對話框會提示安裝程序已經在計算機上完成Microsoft SQL Server 2000某個實例的安裝。同時，系統會在程序組創建Microsoft SQL Server菜單，內容包括查詢分析器、導入和導出數據、客戶端網絡實用工具、企業管理器、服務管理器、服務器網絡實用工具等菜單項。此時，點擊“服務管理器”菜單項，服務管理器運行并開始對后臺數據庫提供服務。

服務器（軟件）安裝完成后，即可進行水文資料整編系統SHDP2.0（或更高版本）的安裝。該系統默認的安裝目錄為D:SOUTH_HDP。安裝程序在安裝過程中會彈出對話框，提示安裝程序現在將通過一個可信任的連接到Microsoft SQL服務器‘（local）’并創建一個數據庫，其后會提示初始的數據庫文件“HY_shdp”附加成功，表明整編系統安裝成功。新建的數據庫（文件）作為后臺數據庫中的一個文件，接受服務管理器的服務。如需對數據庫文件進行復制和剪切等操作，則需先將其與服務器分離，之后才可進行相應操作。被分離的數據庫文件如需重新接受服務管理器的服務，則需進行“附加”操作，使數據庫文件與服務器恢復連接。這一特點確保了服務器程序文件對后臺數據庫的特定服務，無疑在系統安全性方面領先了一步。

3 南方片整編軟件應用實例

3.1 新建數據庫

首先，在任務欄中點擊“開始”按鈕，在“所有程序”—“Microsoft SQL Server”程序項下拉列表中單擊“服務管理器”項，彈出“服務管理器”對話框，點擊“開始/繼續”按鈕，其左側服務器圖形中的紅色停止符隨即變為綠色右向三角形（計算機任務欄右側同時出現相應圖形的圖標），服務管理器進入運行狀態，如圖1所示。

圖1 “服務管理器”對話框

接著，在“所有程序”—“Microsoft SQL Server”程序項下拉列表中單擊“企業管理器”項，進入企業管理器界面；右鍵單擊“數據庫”文件夾，在彈出的下拉列表中選擇“新建數據庫”，彈出“數據庫屬性”對話框；在“名稱”欄中輸入擬新建的數據庫名稱（如“2018年潘家口”），點擊“確定”按鈕，則同名數據庫文件的圖標出現在“數據庫”文件夾中，如圖2所示。

圖2 在“企業管理器”中新建數據庫

在“企業管理器”頁面下選中新建的數據庫文件圖標，單擊“工具”菜單項，在彈出的下拉列表中單擊“SQL查詢分析器”項，彈出“SQL查詢分析器”對話框；單擊“裝載SQL腳本”快捷按鈕，彈出“打開查詢文件”對話框；選擇“查找范圍”為D:SOUTH_HDP，點擊“打開”按鈕；選中“Data”文件夾，點擊“打開”按鈕；選中“shdp腳本文件（2.0.0.4）.sql”文件名，點擊“打開”按鈕。此時，出現如圖3所示界面，表明腳本文件裝載完成。

圖3 在“查詢分析器”中裝載腳本文件

接著，在“SQL查詢分析器”頁面下，點擊“執行查詢”快捷按鈕，完成批查詢操作。至此，新數據庫建庫過程全部完成。

完成新建數據庫步驟后，即可退出SQL查詢分析器。新建數據庫文件所在位置，如圖4所示。

圖4 新建數據庫文件位置

3.2 站點信息錄入

運行水文資料整編系統（SHDP），在登錄界面“數據庫名稱”下拉列表中選擇新建的數據庫“2018年潘家口”，點擊“確定”，出現如圖5所示的水文資料整編系統主界面。

圖5 水文資料整編系統主界面（部分）

點擊主界面右下角的“實測資料錄入”標簽，則主界面右側出現實測資料錄入數據表名稱列表；點擊“測站一覽表”項，則主界面出現測站一覽表信息錄入界面。

測站一覽表一般年際間變化不大，因此可將以前年份使用（或水文年鑒相應卷、冊整編單位統一制作）的該表進行復制即可。打開D:SOUTH_HDPData文件夾中的“測站一覽表”文件，該文件包含Sheet1、Sheet2兩張表。在sheet1表中選定整個數據區域并進行復制操作，然后在水文資料整編系統主界面相應區域進行粘貼操作，并在工具欄中點擊“保存”按鈕，即完成測站一覽表信息錄入，如圖6所示。

圖6 測站一覽表信息入庫

在水文資料整編系統主界面點擊“整編”菜單項，在彈出的下拉列表中單擊“原始整編數據錄入”項，然后在左側“數據項目”文本框內單擊“原始數據測站信息”項，此時可進行原始數據測站信息的錄入。

同樣，自“測站一覽表”文件的Sheet2表中選定整個數據區域進行復制和粘貼操作，然后，點擊“保存數據”按鈕，并點擊“寫入單位…”按鈕，即完成測站一覽表全部信息的錄入。這時，“站名”文本框的下拉列表中顯示所有測站名稱；在“查找測站”文本框中輸入測站編碼，則測站信息顯示區域內相應測站的信息，如圖7所示。

圖7 原始數據測站信息入庫

3.3 降水量資料整編

在水文資料整編系統主界面點擊“整編”菜單項，在彈出的下拉列表中單擊“原始整編數據錄入”項；點擊“降水量整編數據”標題前的展開符，在展開項中選中“控制信息”項，彈出控制信息錄入界面，可進行控制信息錄入。錄入控制信息后的界面，如圖8所示。

圖8 原始整編數據降水量控制信息錄入界面

接著，在“降水量整編數據”展開項中選中“降水量數據”項，可進行降水量原始數據錄入，錄入降水量原始數據后的界面，如圖9所示。

原始整編數據錄入完成后，在“整編”菜單項下拉列表中，單擊“降水量資料整編”項，彈出“降水量資料整編”對話框；在“可選測站”文本框中選中測站名稱及其測站編碼，單擊“選擇”按鈕，則選中的測站名稱移至“選中測站”文本框中。單擊“確定”按鈕，則完成對所選測站降水量資料的整編。在“降水量資料整編”對話框中點擊“查看數據”按鈕，即可在文本框中看到參與整編的測站名稱及相應整編成果列表，如圖10所示。

圖9 原始整編數據降水量數據錄入界面

圖10 降水量資料整編成果列表

3.4 水流沙資料整編

以大黑汀水庫站水流沙資料整編為例。該站包括大黑汀水庫（壩上）、大黑汀水庫（入津渠）、大黑汀水庫（入唐渠）、大黑汀水庫（底、發、溢）4個斷面。其中，后3個斷面的流量合成為水庫出庫流量。整編中，以大黑汀水庫站（測站編碼30101228）表征出庫流量。為簡便起見，此處仍在“2018年潘家口”數據庫中進行整編計算操作。

這里，以大黑汀水庫（底、發、溢）站為例，介紹原始整編數據錄入過程。在水文資料整編系統主界面單擊“整編”菜單項，在彈出的下拉列表中單擊“原始整編數據錄入”項，彈出“原始整編數據錄入”對話框；點擊“河道站水流沙整編數據”前的展開符，在展開項中選擇點擊“控制信息及日表附注”項，可進行控制信息及附注內容的錄入，如圖11所示。錄入完畢，點擊“保存數據”按鈕保存數據。

圖11 水流沙資料整編控制信息錄入

然后，仍在“河道站水流沙整編數據”展開項中，選擇點擊“推流節點數據”項，在“推流控制曲線”及“推流節點數據”文本框中錄入推流相關參數及節點數據。錄入完畢，點擊“保存數據”按鈕保存數據。錄入完成后的界面，如圖12所示。

圖12 水流沙資料整編推流控制曲線節點數據錄入界面

依照此方法，依次進行大黑汀水庫（入津渠）、大黑汀水庫（入唐渠）、大黑汀水庫（壩上）站原始整編數據錄入；最后，進行大黑汀水庫站（測站編碼30101228）控制信息錄入[其水位數據與大黑汀水庫（壩上）站同]。

各站原始整編數據錄入完成后，在水文資料整編系統主界面單擊“整編”菜單項，在彈出的下拉列表中單擊“河道站水流沙資料整編”項，彈出“水流沙資料整編”對話框，其“可選測站”文本框中列出了全部已錄入原始整編數據的各測站名稱；點擊“全選”按鈕，“可選測站”中的測站列表移入“選中測站”文本框中；點擊“確定”按鈕，系統在完成一系列整編計算運算后，提示“已經全部計算完畢”。

接著，在“水流沙資料整編”對話框中單擊“流量合成”按鈕，在“可選測站”文本框的測站列表中，依次選中大黑汀水庫（底、發、溢）、大黑汀水庫（入津渠）、大黑汀水庫（入唐渠）3站，并依次點擊“選擇”按鈕，將此3站移入“選中測站”文本框中，如圖13所示。最后，點擊“確定”按鈕，完成流量合成計算。

圖13 水流沙資料整編參與流量合成測站列表

3.5 整編電子表格輸出

在水文資料整編系統“表格”菜單項下拉列表中，單擊“整編表項、對照表電子表格輸出”項，彈出“綜合電子表格輸出”對話框；點擊“表格類型”文本框中“整編表項輸出”項前的展開符，單擊“水文（水位）站整編表項”，“可選測站”文本框中出現整編完成的測站名稱列表；勾選欲輸出電子表格的測站名稱，此時“可輸出的表項”文本框中出現各測站整編成果表項列表。點擊頁面右下角“選定全部表項”前的復選框，則“可輸出的表項”文本框中各表項前的復選框全部被選中，如圖14所示；點擊“確定”按鈕，完成將所選表項寫入電子表格操作。此時，點擊“打開文件夾”按鈕，在默認的磁盤及路徑下出現以測站名稱命名的文件夾列表；依次打開各文件夾，便可看到整編成果電子表格列表，也即整編成果可以電子表格格式進行輸出了。至此，單項資料整編過程全部完成。

圖14 水流沙資料整編電子表格輸出

4 關系曲線檢驗

手工整編階段繪制的水位流量關系曲線，按規范要求，應計算實測點對關系線的標準差、隨機不確定度和系統誤差，以判斷其定線精度，且應做符號檢驗、適線檢驗和偏離數值檢驗3項檢驗。整編軟件提供了該項計算及檢驗功能。

以大黑汀水庫（底、發、溢）站為例。在水文資料整編系統“圖形”菜單項下單擊“關系曲線檢驗”項，彈出“曲線檢驗”對話框；在“站名”文本框下拉列表中選擇大黑汀水庫（底、發、溢）站，在“節點數據”文本框中錄入（或在已往頁面中復制后粘貼）節點水位、節點流量數據；在“參加檢驗數據”文本框中，依次錄入實測流量成果表施測號數、水位、實測流量，并在水位流量關系曲線上按水位查得相應流量，將其數值錄入“線上流量”一列；各項檢驗的顯著性水平數值均取默認值。參加檢驗數據全部錄入完畢后，點擊“保存”按鈕。然后，點擊“三種檢驗”按鈕，便可完成對水位流量關系曲線的3項檢驗。此時，點擊“曲線檢驗”頁面右上角“打開文件夾”按鈕；在被打開的文件夾中，選中“2018年大黑汀水庫（底、發、溢）站水位流量關系曲線檢驗計算表”并左鍵雙擊打開。在被打開的關系曲線檢驗計算表下方，可見3項檢驗計算結果。由結果可知，符號檢驗、偏離數值檢驗結果均為“合格”；因符號交換次數10＞0.5（n-1）（n為測點總數），故適線檢驗“免檢”。

5 結語

使用資料整編軟件進行資料整編，是在數據摘錄、數值計算、關系曲線繪制等手工資料整編基礎上，對數據進行再運算，得到符合要求的整編成果的過程。整編軟件設置的曲線檢驗功能，可反過來對手工繪制的曲線合格與否進行檢驗；如經檢驗，誤差超出規范要求，則應重作。這些工作需要大量的計算才能完成，而這正是計算機軟件的優勢所在。南方片資料整編軟件，幾個人可以同時在一個數據庫下進行工作，大大提高了工作效率。

（1）測站信息表及整編控制信息錄入應完整。測站信息表在進行復制、粘貼操作時，應注意確保全部選中，切勿遺漏。整編控制信息則應逐站、逐類資料分別錄入，凡是有原始數據錄入的整編項，均應首先錄入控制信息。

（2）服務器、數據庫是數據得以高速運算的關鍵。在本地計算機安裝服務器，有時會生成2個服務器名。因此，在打開數據庫時，應選擇與新建數據庫時相同的服務器名。用戶對數據庫及整編文件存儲路徑應非常熟悉，這樣在選擇和打開文件時才能駕輕就熟、準確無誤。

（3）數據摘錄、關系曲線繪制等手工整編步驟的正確性和精度是進一步獲取計算機整編正確結果的前提。因此，這些手工整編結果應經計算、校核、復核“三遍手”，確保其方法合理、精度可靠，這樣才能為計算機整編提供正確的原始數據。

只要做到以上幾點，便可在計算機資料整編中取得滿意結果，達到節省人力、確保正確率的目的。