水文资料整编：计算逐日平均值和洪水水文要素模拟

7.2.4.1　逐日平均值的计算

逐日平均值的计算主要指逐日平均水位、逐日平均流量等的计算，在此之前必须先对时间信息进行处理。

1.时间信息的处理

在水文信息中，时间是各水文要素都要用到的信息，因此在信息处理中，时间信息是工作量最大、花时最多的一种信息量。

时间数据的基本格式：

此数据不同于一般数据，其最大的特点是一种非单一进制、非十进制的综合信息。但是各种进制及月、日、时、分之间有着基本固定的内在联系。例如，一日为24小时，1小时为60分钟；在没有缺测的数据中，月份是逐一递增的，而在后一个日数小于前一个日数时，两者间必有月分界；在每日8时都进行观测的情况下，在后一个时分小于等于前一个时分时，其间有日分界。因此，在时间信息处理和时间信息输入时，都可根据这些规律，以便减少数据加工的工作量。

在连续观测的水文信息中，时间输入往往只输入时分，此时，应进行如下处理。

（1）时分数据进制的转换。时分间为60进制，为了方便，输入时分时形式为××·××，即小数后为分，计算机运算时，对于高级语言习惯用十进制运算，因此首先要把60进制的时分处理成十进制的时分。

（2）在不缺测每日8时的观测的顺序时间数据中，可根据ti+1≤ti的判别式来判断日分界。

（3）根据固有的每月的天数和日、月逐一递增的特点，可以把每一个时间数据都补成×× ×× ××·××的形式。

（4）对时间进行运算必须把×× ×× ××·××形式的数据进行分解，然后变成十进制的形式方可运算。把时间数据全部变成累加形式的数据进行运算亦有可取之处。

有些测站，较长时间使用相同段次观测水位，为输入方便，把时间数据进行压缩。例如，输入时间为20，2，8，14，11520，20808，其意思是从1月15日20时开始，观测段次为2，8，14，20四段制，到2月8日8时结束。相应的程序把此恢复成每日4个观测时间，以便使时间与水位个数相同。

2.日平均值的计算

日平均水位的计算方法，即算术平均法和面积包围法。在计算机的处理中，为了保证精度，都采用面积包围法。

计算日平均值至少需要水文要素值和时间两组数据。为尽量减少时间数据加工的工作量，时间数据一般只输入时、分，根据时间数据的规律，就可算出各个数据的月、日、时、分来。进行这样的处理必须有这样的条件，即每日8时都要有数据；这样就可以把每日0时的水文要素值内插出来，从而用面积包围法算出日平均值。(www.xing528.com)

对于月分界，一年中由于每月的天数是基本固定的，因此可以根据每月的天数来确定月分界。只是到闰年时，要给予一定的信息来确定2月的天数。

对于缺测、河干、连底冻等情况，在程序中可作特殊处理。处理的方法是：只要确定它们的开始和结束的时间或持续的天数，给其对应的水位赋予某一信息量，作为这些现象的特殊标记。

7.2.4.2　水文要素摘录的模拟

人工对洪水水文要素摘录时，一般要求经摘录的过程线与原过程线相似，峰形相吻合，峰顶、峰谷相符，峰量基本相等。在以上条件基本满足时要尽量减少摘录的点次。这些原则没有严格的数字界限，很难规定一数字指标。因此，用计算机进行洪水水文要素摘录时，必须对摘录的一些原则进行概化。

分析洪水水文要素摘录的要求，可以进行这样的概括，即洪水水文要素摘录的测点，应为过程线上斜率变化较大的段次中的测点，并连续地计算各段次的斜率变化，找出这样的指标，就可以满足过程线相似、峰形相吻合等条件，又能使摘录的测点不是太多。

当考虑到不同测点洪水水文要素摘录标准的统一，计算过程线的斜率变化时，用斜率变化的相对值，令斜率的相对变化率为δ，其计算公式为

式中——测点i到测点i+1过程线的斜率；

——测点i-1到测点i过程线的斜率；

Δx 2、Δx 1——某水文要素的相邻两测点（i-1到i及i到i+1测点）间的差值；

Δt 2、Δt 1——对应的时段。

图7.6　洪水水文要素摘录示意图

计算出i-1→i+1过程线斜率的相对变化，用摘录标准δ′与之比较。当|δ|≥δ′时，说明水文要素的变化已经达到了摘录标准，这时便对相应点的水文要素进行摘录，否则不予摘录。

由于可能出现0值，则对洪水水文要素摘录判别式进行如下变换

若式（7.17）成立，则对i点的水文要素进行摘录，如图7.6所示。