水文频率计算适线软件

从文件中读取数据，绘制P-III型分布频率曲线，通过人机交互方式，得到最合适的配线及其参数。

水文频率计算适线软件主要是为《工程水文学》课程的教学和学习而开发
软件的主要功能是：从文件中读取数据，绘制P-III 型分布频率曲线，通过人机交互方式，得到最合适的配线及其参数。具体包括以下功能：
① 从文件中读取系列数据，绘制经验频率曲线，支持连续或不连续系列（核心功能）；
② 通过参数估计，给出统计参数的估计值，并绘制理论频率曲线（核心功能）；
③ 采用目估适线法，通过手动调整参数进行配线（核心功能）；
④ 根据统计参数，给定设计频率求设计值，或者反算；
⑤ 直接给定参数，绘制理论频率曲线（特色功能）；
⑥ 图形漫游功能（放大、缩小、还原、移动）；
⑦ 保存图形，支持BMP（位图）和WMF（矢量）两种格式；
⑧ 输出计算成果表到文本文件。

软件基本操作步骤如下：

（1）准备数据文件

首先要准备好绘图所需的数据，包括：序号、系列值和频率。其中，序号从1开始连续编号；系列值按大到小顺序排列；频率为系列对应的经验频率值，若系列包含特大值，则特大值的频率应按统一样本法或独立样本法计算。

数据可保存为TXT（纯文本）和XLS（Excel）两种文件类型。

（2）获取数据

点击主界面右下角的，出现打开文件对话框：

从“文件类型”下拉列表框中可用选择数据源为文本文件或Excel文件。选择需要的数据文件，例如“Sample1.txt”，点击“打开”按钮返回。软件将读取数据并绘制经验频率曲线，如下图中的蓝色点据所示：

软件能自动判断数据是否为连续系列，并在标题栏提示。如果选择了格式不正确的文件，会出现如下错误提示：

（3）参数估计

点击，软件将采用“线性矩法”对样本数据进行参数估计，并将得到的参数显示在“统计参数”分组框内，这些数可作为进一步调整参数时的初值。如下图所示：

（4）绘制曲线

点击，软件将根据以上统计参数绘制出理论频率曲线，如下图中的红色曲线所示：

（5）目估适线

用户如果觉得理论频率曲线与经验点据匹配不好，可以手工调整参数，方法有2种：一是直接修改编辑框中的值，修改后需点击按钮或直接回车，软件将以修改后的参数重新绘制曲线；另一种是点击编辑框右侧的进行微调，调整的幅度：均值Ex为每次±1％，Cv、Cs为±0.01。微调时图形会自动重绘。

目估适线需要用户有较丰富的经验。当系列连续时，均值Ex一般无需调整，此时微调按钮也不可用；当系列不连续时，Ex、Cv和Cs均应作适当调整，尤其是Ex应按含特大值的公式计算。

在调整的过程中，用户可用“拟合度”作为辅助指标，其值在0～1之间，越大表明拟合程度越好。当拟合度增加时，数值为蓝色，若变为红色，则表明拟合度减小。反复调整Cs、Cv，直到无论改变Cs或Cv均会使得拟合度减小（变红）为止，最终得到的参数即可作为采用参数。

由于Cs与Cv之比有一定的地区规律可循，因此通常的做法是将Cs/Cv设为某一固定倍比，然后只需调整Cv值即可。方法如下：选中“固定”复选框，将倍比系数设置为某一合适的值，比如3.0，此时Cs为不可更改状态，它由倍比系数自动计算。按前述方法调整Cv值，观察曲线的匹配情况；如果始终无法满意配合，则可更改倍比数，反复进行直至满意。

（6）查询设计值

得到最匹配的参数后，适线过程就结束了。于是用户可以根据最终确定的参数，来查询对应某个频率的设计值是多少。如下图所示：

在“设计频率”编辑框输入欲查询的频率（0～100％），比如1.0（即1.0％），点击或直接回车，得到对应的设计值为3736.34（m3/s）。

亦可反查：选择复选框，在设计值编辑框输入5000（m3/s），点击或直接回车，得到对应的频率为0.13％。

（7）输出成果

配线的成果应该保存下来，成果输出有2种方式：

① 保存图形

单击工具栏上的，可将图形保存为图形文件。软件支持两种文件格式，一种为BMP格式，另一种为WMF格式。前者是位图，后者为矢量图。

② 导出结果

单击工具栏上的，可将计算成果导出为文本文件，文件内容如下所示：

《洪峰流量频率曲线》计算成果

样本均值 Ex=1246

变差系数 Cv=0.6

偏态系数 Cs=1.5

倍比系数 Cs/Cv=2.5

序号       流量(m3/s)     频率(%)

1            2750.00          4.55

2            2390.00          9.09

3            1860.00          13.64

…             …              …

21           408.00           95.45

标准频率对应的设计值

频率(%)         设计值

0.001             7919.14

0.01               6548.56

0.0333           5825.40

0.05               5579.63

…                    …

99.999           250.34

（8）重新计算

完成一项适线任务后如需重新开始，可单击工具栏上的，则图形及数据全部被清除，用户可重新开始一个新任务。