水位~流量关系线的检验

Author: 姚立 Date: 2000年 第10期

  我是水文观测站的一名技术人员。每年年末进行水位~流量定线时,均要进行三种检验:符号检验、适线检验、偏离数值检验,并要计算关系测点的标准差。往年均是采取手工计算,繁琐复杂,且极易出错。我经过一段时间的摸索,成功地利用Excel 97进行三种检验。通过运用count、countif、if、stdev、average等函数来设置计算公式后,只要将全年测点流量及查线流量数据手工输入后,这三种检验结果及关系测点的标准差等就会自动生成,使三种检验的计算准确简便。我将这一方法介绍如下,以期能对同行解决实际问题有所帮助。
  一、相关知识简介:(详见《水文年鉴编印规范》一书)
  1.符号检验:运用公式如^10050201b^
  其中K为正号或负号个数,n为测点总数。
  具体方法为按给定的显著性水平a=0.25,查得相应临界值U(1-a/2)=1.15,与计算的U值相比较。如果U<U(1-a/2),则认为合理,即接受原假设;如果U>=U(1-a/2),则认为不合理,即拒绝原假设。
  2.适线检验:运用公式如^10050201c^
  其中K为变换符号“1”的次数,n为测点总数。将U与给定a值所查得的相应临界值U1-a相比较,如果U<U1-a,则认为合理,否则认为不合理。
  3.偏离数值检验:运用公式如^10050201d^
  其中Pi为测点与关系曲线的相对偏离值;P为平均相对偏离值;Sp为P的标准差;s为Pi的标准差;n为测点总数;t为统计量。检验时,按公式计算t值,并以给定的a值查得自由度K为n-1的临界t(1-a/2),将其与t值相比较,若︳t︳<t(1-a/2),即认为合理;反之认为不合理。
  二、具体步骤
  (一)创建如^10050201a^所示的标准差表,该表主要功能为:只要输入实测流量及查读流量,其相对偏离值Pi、三种检验的结果、标准差Se等均由电子表格自动计算完成。
  (二)创建过程:
  1.求实测流量与查读流量的相对偏离值Pi:点选相对偏离值Pi栏第一个单元格F4,输入公式=(D4-E4)*100/E4。然后,向下拖动F4的填充柄到最后一位,将公式复制到它之下的所有单元格。
  2.统计每相邻两测点之间的符号变化情况:点选G4单元格,输入公式=IF(F4*F5<0,“1”,IF(F4*F5=0,“0”,“2”))。注意:向下拖动G4的填充柄只能到倒数第二位,因为只有n-1次符号变化。
  3.符号检验;将水位栏的有关单元格区域的名称建立为“cc”,其方法请参见Excel 97书籍中的“名称引用”。另外,将相对偏离值Pi和符号变化情况两栏的有关单元格区域的名称建立为“ff”、“gg”。点选I3单元格,输入测点总数公式=COUNT(cc);点选K3单元格,输入正号个数公式=COUNTIF(ff,“>0”)+1/2*COUNTIF (ff,“=0”);点选N4单元格,输入检验结果公式=IF(L3<M3,“合理”,“不合理”)。
  4.适线检验:n公式同上,符号变化个数K的单元格K6的公式为COUNTIF(gg,“=1”)+1/2*COUNTIF(gg,“=0”);统计量U的单元格L6的公式为2*(ABS(0.5*(I6-1)-K6)-0.5)/SQRT(I6-1);点选N7单元格,输入检验结果公式=IF(K6>0.5*(I6-1),“不作检验”,IF(L6<M6,“合理”,“不合理”))。
  5.偏离数值检验:n公式同上,Pi的平均值P的单元格K9的公式为AVERAGE(F4:F92);标准差s的单元格L9的公式为STDEL(F4:F92);P的标准差Sp的单元格M9的公式为L9/SQRT(I10);统计量t的单元格J11的公式为K9/M9;最后点选N10单元格,输入检验结果公式=IF(J11<K11,“合理”,“不合理”)。
  6.关系测点的标准差Se的公式为L9*SQRT(n-1)/SQRT(n-2)。
  到此,水位~流量关系线的三种检验全部完成。