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(yīng)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(nèi)?？?，水文整編資料改為以電子版方式存儲。在這一形勢下，傳統(tǒng)手工資料整編方式已不能適應(yīng)資料高效和即時存儲的需要。隨著計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，電算整編替代傳統(tǒng)手工資料整編方式成為發(fā)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(tǒng)，隨著可視化操作系統(tǒng)的誕生，升級為32位的Windows操作系統(tǒng)。整編軟件采用VB6.0與FORTRAN90混合編程開發(fā)。河北省研制的河北省水文資料整編系統(tǒng)，隨著在該省水文資料整編中的應(yīng)用和不斷改進(jìn)、完善及擴(kuò)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(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲及成果批量打印于一體的水文資料整編多功能系統(tǒng)。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(jié)合地區(qū)水系特點進(jìn)行電算整編操作。2007年水文年鑒全面恢復(fù)刊印后，河北省水文資料整編系統(tǒng)被用于海河水利委員會系統(tǒng)及北京、天津等地水文資料電算整編中。

該整編系統(tǒng)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(shù)據(jù)加工方法；原始數(shù)據(jù)經(jīng)電算整編后，轉(zhuǎn)換為文本格式和Excel文件格式的成果文件，另生成原始數(shù)據(jù)文件、成果中間文件、校核數(shù)據(jù)文件以及成果數(shù)據(jù)庫文件，用于對運算過程逐步進(jìn)行檢查。面向不同格式的數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)可將成果文件經(jīng)轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)換后存儲于各數(shù)據(jù)庫中。

河北省水文資料整編系統(tǒng)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(yīng)用。

2 南方片整編軟件簡介

水文資料整編系統(tǒng)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(tǒng)最大特點是需要有服務(wù)器（軟件）的支持，后者也安裝在本地計算機(jī)上。服務(wù)器（軟件）包括程序文件和后臺數(shù)據(jù)庫兩部分。程序文件安裝路徑一般默認(rèn)為操作系統(tǒng)所在驅(qū)動器，后臺數(shù)據(jù)庫則選擇安裝在其他驅(qū)動器上。在本地計算機(jī)上安裝數(shù)據(jù)庫服務(wù)器SQL Server 2000（或Access）時，要求本地計算機(jī)操作系統(tǒng)支持創(chuàng)建新的SQL Server 2000實例或安裝“客戶端工具”。服務(wù)器（軟件）安裝完成后，彈出的對話框會提示安裝程序已經(jīng)在計算機(jī)上完成Microsoft SQL Server 2000某個實例的安裝。同時，系統(tǒng)會在程序組創(chuàng)建Microsoft SQL Server菜單，內(nèi)容包括查詢分析器、導(dǎo)入和導(dǎo)出數(shù)據(jù)、客戶端網(wǎng)絡(luò)實用工具、企業(yè)管理器、服務(wù)管理器、服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)實用工具等菜單項。此時，點擊“服務(wù)管理器”菜單項，服務(wù)管理器運行并開始對后臺數(shù)據(jù)庫提供服務(wù)。

服務(wù)器（軟件）安裝完成后，即可進(jìn)行水文資料整編系統(tǒng)SHDP2.0（或更高版本）的安裝。該系統(tǒng)默認(rèn)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(xiàn)在將通過一個可信任的連接到Microsoft SQL服務(wù)器‘（local）’并創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫，其后會提示初始的數(shù)據(jù)庫文件“HY_shdp”附加成功，表明整編系統(tǒng)安裝成功。新建的數(shù)據(jù)庫（文件）作為后臺數(shù)據(jù)庫中的一個文件，接受服務(wù)管理器的服務(wù)。如需對數(shù)據(jù)庫文件進(jìn)行復(fù)制和剪切等操作，則需先將其與服務(wù)器分離，之后才可進(jìn)行相應(yīng)操作。被分離的數(shù)據(jù)庫文件如需重新接受服務(wù)管理器的服務(wù)，則需進(jìn)行“附加”操作，使數(shù)據(jù)庫文件與服務(wù)器恢復(fù)連接。這一特點確保了服務(wù)器程序文件對后臺數(shù)據(jù)庫的特定服務(wù)，無疑在系統(tǒng)安全性方面領(lǐng)先了一步。

3 南方片整編軟件應(yīng)用實例

3.1 新建數(shù)據(jù)庫

首先，在任務(wù)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(wù)管理器”項，彈出“服務(wù)管理器”對話框，點擊“開始/繼續(xù)”按鈕，其左側(cè)服務(wù)器圖形中的紅色停止符隨即變?yōu)榫G色右向三角形（計算機(jī)任務(wù)欄右側(cè)同時出現(xiàn)相應(yīng)圖形的圖標(biāo)），服務(wù)管理器進(jìn)入運行狀態(tài)，如圖1所示。

圖1 “服務(wù)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(yè)管理器”項，進(jìn)入企業(yè)管理器界面；右鍵單擊“數(shù)據(jù)庫”文件夾，在彈出的下拉列表中選擇“新建數(shù)據(jù)庫”，彈出“數(shù)據(jù)庫屬性”對話框；在“名稱”欄中輸入擬新建的數(shù)據(jù)庫名稱（如“2018年潘家口”），點擊“確定”按鈕，則同名數(shù)據(jù)庫文件的圖標(biāo)出現(xiàn)在“數(shù)據(jù)庫”文件夾中，如圖2所示。

圖2 在“企業(yè)管理器”中新建數(shù)據(jù)庫

在“企業(yè)管理器”頁面下選中新建的數(shù)據(jù)庫文件圖標(biāo)，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(xiàn)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(zhí)行查詢”快捷按鈕，完成批查詢操作。至此，新數(shù)據(jù)庫建庫過程全部完成。

完成新建數(shù)據(jù)庫步驟后，即可退出SQL查詢分析器。新建數(shù)據(jù)庫文件所在位置，如圖4所示。

圖4 新建數(shù)據(jù)庫文件位置

3.2 站點信息錄入

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

圖5 水文資料整編系統(tǒng)主界面（部分）

點擊主界面右下角的“實測資料錄入”標(biāo)簽，則主界面右側(cè)出現(xiàn)實測資料錄入數(shù)據(jù)表名稱列表；點擊“測站一覽表”項，則主界面出現(xiàn)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(yīng)卷、冊整編單位統(tǒng)一制作）的該表進(jìn)行復(fù)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(shù)據(jù)區(qū)域并進(jìn)行復(fù)制操作，然后在水文資料整編系統(tǒng)主界面相應(yīng)區(qū)域進(jìn)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(tǒng)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(shù)據(jù)錄入”項，然后在左側(cè)“數(shù)據(jù)項目”文本框內(nèi)單擊“原始數(shù)據(jù)測站信息”項，此時可進(jìn)行原始數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)區(qū)域進(jìn)行復(fù)制和粘貼操作，然后，點擊“保存數(shù)據(jù)”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(qū)域內(nèi)相應(yīng)測站的信息，如圖7所示。

圖7 原始數(shù)據(jù)測站信息入庫

3.3 降水量資料整編

在水文資料整編系統(tǒng)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(shù)據(jù)錄入”項；點擊“降水量整編數(shù)據(jù)”標(biāo)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(jìn)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(shù)據(jù)降水量控制信息錄入界面

接著，在“降水量整編數(shù)據(jù)”展開項中選中“降水量數(shù)據(jù)”項，可進(jìn)行降水量原始數(shù)據(jù)錄入，錄入降水量原始數(shù)據(jù)后的界面，如圖9所示。

原始整編數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)”按鈕，即可在文本框中看到參與整編的測站名稱及相應(yīng)整編成果列表，如圖10所示。

圖9 原始整編數(shù)據(jù)降水量數(shù)據(jù)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(fā)、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(shù)據(jù)庫中進(jìn)行整編計算操作。

這里，以大黑汀水庫（底、發(fā)、溢）站為例，介紹原始整編數(shù)據(jù)錄入過程。在水文資料整編系統(tǒng)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(shù)據(jù)錄入”項，彈出“原始整編數(shù)據(jù)錄入”對話框；點擊“河道站水流沙整編數(shù)據(jù)”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(jìn)行控制信息及附注內(nèi)容的錄入，如圖11所示。錄入完畢，點擊“保存數(shù)據(jù)”按鈕保存數(shù)據(jù)。

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(shù)據(jù)”展開項中，選擇點擊“推流節(jié)點數(shù)據(jù)”項，在“推流控制曲線”及“推流節(jié)點數(shù)據(jù)”文本框中錄入推流相關(guān)參數(shù)及節(jié)點數(shù)據(jù)。錄入完畢，點擊“保存數(shù)據(jù)”按鈕保存數(shù)據(jù)。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(jié)點數(shù)據(jù)錄入界面

依照此方法，依次進(jìn)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(shù)據(jù)錄入；最后，進(jìn)行大黑汀水庫站（測站編碼30101228）控制信息錄入[其水位數(shù)據(jù)與大黑汀水庫（壩上）站同]。

各站原始整編數(shù)據(jù)錄入完成后，在水文資料整編系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(tǒng)在完成一系列整編計算運算后，提示“已經(jīng)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(fā)、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(tǒng)“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(xiàn)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(xiàn)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(fù)選框，則“可輸出的表項”文本框中各表項前的復(fù)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(rèn)的磁盤及路徑下出現(xiàn)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(jìn)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(guān)系曲線檢驗

手工整編階段繪制的水位流量關(guān)系曲線，按規(guī)范要求，應(yīng)計算實測點對關(guān)系線的標(biāo)準(zhǔn)差、隨機(jī)不確定度和系統(tǒng)誤差，以判斷其定線精度，且應(yīng)做符號檢驗、適線檢驗和偏離數(shù)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(fā)、溢）站為例。在水文資料整編系統(tǒng)“圖形”菜單項下單擊“關(guān)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(fā)、溢）站，在“節(jié)點數(shù)據(jù)”文本框中錄入（或在已往頁面中復(fù)制后粘貼）節(jié)點水位、節(jié)點流量數(shù)據(jù)；在“參加檢驗數(shù)據(jù)”文本框中，依次錄入實測流量成果表施測號數(shù)、水位、實測流量，并在水位流量關(guān)系曲線上按水位查得相應(yīng)流量，將其數(shù)值錄入“線上流量”一列；各項檢驗的顯著性水平數(shù)值均取默認(rèn)值。參加檢驗數(shù)據(jù)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(guān)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(fā)、溢）站水位流量關(guān)系曲線檢驗計算表”并左鍵雙擊打開。在被打開的關(guān)系曲線檢驗計算表下方，可見3項檢驗計算結(jié)果。由結(jié)果可知，符號檢驗、偏離數(shù)值檢驗結(jié)果均為“合格”；因符號交換次數(shù)10＞0.5（n-1）（n為測點總數(shù)），故適線檢驗“免檢”。

5 結(jié)語

使用資料整編軟件進(jìn)行資料整編，是在數(shù)據(jù)摘錄、數(shù)值計算、關(guān)系曲線繪制等手工資料整編基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)進(jìn)行再運算，得到符合要求的整編成果的過程。整編軟件設(shè)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(jìn)行檢驗；如經(jīng)檢驗，誤差超出規(guī)范要求，則應(yīng)重作。這些工作需要大量的計算才能完成，而這正是計算機(jī)軟件的優(yōu)勢所在。南方片資料整編軟件，幾個人可以同時在一個數(shù)據(jù)庫下進(jìn)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(yīng)完整。測站信息表在進(jìn)行復(fù)制、粘貼操作時，應(yīng)注意確保全部選中，切勿遺漏。整編控制信息則應(yīng)逐站、逐類資料分別錄入，凡是有原始數(shù)據(jù)錄入的整編項，均應(yīng)首先錄入控制信息。

（2）服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)得以高速運算的關(guān)鍵。在本地計算機(jī)安裝服務(wù)器，有時會生成2個服務(wù)器名。因此，在打開數(shù)據(jù)庫時，應(yīng)選擇與新建數(shù)據(jù)庫時相同的服務(wù)器名。用戶對數(shù)據(jù)庫及整編文件存儲路徑應(yīng)非常熟悉，這樣在選擇和打開文件時才能駕輕就熟、準(zhǔn)確無誤。

（3）數(shù)據(jù)摘錄、關(guān)系曲線繪制等手工整編步驟的正確性和精度是進(jìn)一步獲取計算機(jī)整編正確結(jié)果的前提。因此，這些手工整編結(jié)果應(yīng)經(jīng)計算、校核、復(fù)核“三遍手”，確保其方法合理、精度可靠，這樣才能為計算機(jī)整編提供正確的原始數(shù)據(jù)。

只要做到以上幾點，便可在計算機(jī)資料整編中取得滿意結(jié)果，達(dá)到節(jié)省人力、確保正確率的目的。