用Excel求解水库静库容曲线的拟合函数
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Excel在水文分析中的应用发表日期:2005-11-24 浏览人数:2082 作者:林国辉来源:水利工程网评论6条Excel作为一个通用的计算机软件,在各行业得到比较普遍的应用,在水利行业,不仅在计算上有很大用途,其图表功能也为我们进行水利水文分析提供很大的便利,本文通过嘉积水文站实测水位~流量资料,说明Excel在水文分析与计算中的应用。
一、水位~流量关系图形绘制在水文分析与计算中,水位~流量关系的分析是最基本的,但是,采用手工方式在方格纸上点绘实测数据点是一项非常繁杂的工作,特别是当实测数据量比较多的时候。
而在excel中,只要输入相关数据(在A列中输入流量,在B列中输入相应水位),点取“插入”-“图表”中选择“xy散点图”,根据提示就可以轻松的绘出水位~流量关系的散点图,如图1图1二、曲线拟合水位~流量关系的散点图绘出后,根据散点分布,一般采用目估的方法通过点群中心绘制一条光滑的曲线,建立水位~流量关系曲线,以便进行相关的水文分析与计算的工作。
该曲线也可以利用函数关系来描述,用近似函数表达比人工查图快速和准确,更利于计算机的处理,而且对于一些实测点据的定线,还能减少徒手绘制因人而异所带来的任意性。
水文水利计算中,如库容曲线(Z~F),泄流曲线(Z~q),河道基面曲线(Z~F),水位流量关系曲线(Z~Q)等都可以采用曲线拟合的方法来求其函数表达式。
目前,在曲线拟合中采用的线型及计算方法有很多种,本文采用三参数幂函数(y=ax b+c)线型,在excel中应用规划求解的方法进行曲线拟合。
“规划求解”是一组命令的组成部分,这些命令有时也称作假设分析工具。
借助“规划求解”,可求得工作表上某个单元格(被称为目标单元格)中公式的最优值。
“规划求解”将对直接或间接与目标单元格中公式相关联的一组单元格中的数值进行调整,最终在目标单元格公式中求得期望的结果。
“规划求解”通过调整所指定的可更改的单元格(可变单元格)中的值,从目标单元格公式中求得所需的结果。
基于Excel的半图解法在水库调洪计算中的应用作者:王新华张慧颖黄辉曦郭美华来源:《人民黄河》2021年第11期摘要:相对于列表试算法而言,半图解法避免了大量的试算工作量,在人工调洪计算中广泛应用。
使用该方法时要事先绘制水位—库容曲线、泄流量—库容曲线、单辅助曲线,并反复查算曲线,工作量仍然较大,效率不高。
在分析半图解法基本原理和调洪计算步骤基础上,提出实现曲线查算的关键步骤是将平面坐标系下各种曲线进行分段,根据x值所处的横坐标区间段,利用线性内插法查出分段曲线上的纵坐标y值。
利用Excel中内置的函数trend、offset、match嵌套使用,将曲线查算转化为求分段线性内插值,从而在Excel中实现半图解法调洪计算,大大提高了计算效率。
关键词:半图解法;调洪计算;trend函数;offset函数;match函数; Excel中图分类号:TV214; TV697 文献标志码:Adoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2021.11.014引用格式:王新華,张慧颖,黄辉曦,等.基于Excel的半图解法在水库调洪计算中的应用[J].人民黄河,2021,43(11):76-80,158.Application of Semi-Graphic Method Based on Excel in Reservoir Flood Regulation Calculation WANG Xinhua1, ZHANG Huiying1, HUANG Huixi2, GUO Meihua1(1. College of Water Conservancy, Yunnan Agricultural University,Kunming 650201,China;2.Kunming Branch of Yunnan Provincial Hydrology and Water Resources Bureau, Kunming 650051, China)Abstract: Compared to the list-try algorithm, the semi-graphic method, avoiding a lot of trial calculating work, is widely used in artificial flood regulation calculation. The water level storage curve, discharge and storage curve, auxiliary curve should be drawn in advance when using this method. Curve drawing and repeated search, the workload is still large and the efficiency is not high. Based on the analysis of the basic principle of semi-graphic method and the calculation steps of flood regulation, this paper put forward that the key step to realize the curve calculation and search was to segment all kinds of curves in the plane coordinate system and find out the y-coordinate on the segmented curve according to the x-coordinate interval and x value by linear interpolation method. By using the embedded three functions commands of trend, offset and match, the semi-graphic flood regulation calculation could be realized in Excel by transforming the curves search into finding the linear interpolation of segmented line segments, which greatly improved the calculation efficiency of the method.Key words: semi-graphic method;flood regulation calculating; trend function; offset function; match function; Excel水库的调洪库容、设计洪水位、校核洪水位、泄洪建筑物型式及尺寸拟定和已建水库防洪安全复核等都要进行调洪计算。
Excel 表格在水库调洪演算中的应用白云峰(辽宁省阜蒙县佛寺水库管理处)【摘要】水库的洪水调节计算在设计阶段主要是用来确定泄洪建筑物的尺寸,而在蓄水运行阶段则是为洪水调度提供依据的重要手段。
调洪计算的基本原理是水库水量平衡。
计算方法主要有“列表试算法、半图解法、图解法、简化三角形法”等,其中列表试算法具有概念清楚、易于理解,精确度高等优点,但存在计算繁琐、反复查图、速度较慢的缺点。
随着计算机应用的普及,笔者针对试算法进行了探索,利用Excel 表格强大的计算功能,简化调洪演算方法,取消了人工查图、手工反复试算的的过程,极大地提高了计算速度。
一、试算法调洪的原理试算法的基础就是求解如下联立方程:⎪⎩⎪⎨⎧=-=∆+-∆+)()(21)(21122121V f q V V t q q t Q Q 式中:21Q Q 、——时段t ∆始末的入库流量,米3/秒;21q q 、——时段t ∆始末的出库流量,米3/秒;21V V 、——时段t ∆始末的水库蓄水量,米3;t ∆——时段长,小时。
时段入库流量,由设计洪水过程线提供。
时段末的出库流量,可根据水库下泄流量变化趋势,假定数值进行试算。
起调时,一般011==q Q ,假定一个2q ,就能根据2Q 求出时段的蓄水增量12V V V -=∆。
再从q ~V 关系曲线上由2V 查出2q 。
如果这个2q 与原假设的2q 相等,可继续下一个时段的计算,否则,需重新假定2q ,直到两者相符为止。
由此可见手工进行试算法调洪是相当麻烦的。
目前利用Excel 表格将上述计算所需的公式逐一输入相应的表格,可实现假设泄量q至水库蓄水量V逐栏的自动计算,然后根据试假设蓄水量查q~V曲线,再计算出下泄流量与假设的泄量比较。
如此,仍然是比较麻烦的。
见下图:二、应用Excel调洪计算的必要条件下面仅以佛寺水库设计洪水(100年一遇)和校核洪水(2000年一遇)为例说明洪水调节计算的方法和过程。
excel 自动读取曲线拟合公式Excel自动读取曲线拟合公式的方法在Excel中,你可以通过使用函数来自动读取曲线拟合公式。
这个功能可以帮助你快速获取曲线的拟合方程,而无需手动进行计算和插值。
以下是一种常见的方法,用于在Excel中实现这个功能:1. 首先,确保你的Excel已经安装了“数据分析”工具包。
如果尚未安装,可以通过“文件”-“选项”-“插件”-“Excel加载项目”来进行安装。
2. 在Excel中,打开包含曲线数据的工作簿,并选中需要进行曲线拟合的数据列。
确保你的数据列包含了X轴和Y轴的数值。
3. 在Excel的菜单栏中,点击“数据”选项卡,然后选择“数据分析”工具包。
如果你没有找到该选项,请确保已经正确安装了数据分析工具包。
4. 在弹出的“数据分析”对话框中,选择“回归”选项,然后点击“确定”。
5. 在弹出的“回归”对话框中,将Y轴数据范围和X轴数据范围输入到相应的输入框中(例如:Y轴数据范围为B1:B10,X轴数据范围为A1:A10)。
6. 勾选“常量”选项,然后在“输出选项”中选择“新工作簿”。
7. 点击“确定”后,Excel会创建一个新的工作簿,并在其中显示曲线拟合的结果。
在该工作簿中,你会找到描绘拟合曲线所需的参数,如截距、斜率以及相关系数等。
通过以上步骤,你可以轻松地在Excel中实现自动读取曲线拟合公式的功能。
这使得你能够快速分析和预测数据,并获取曲线的拟合方程。
这对于科学研究、数据分析和工程计算等领域都非常有用。
总结一下,要在Excel中自动读取曲线拟合公式,你需要确保安装了“数据分析”工具包。
然后,在数据分析对话框中选择回归选项,并输入你的数据范围。
最后,选择输出选项并点击确定即可获得曲线拟合的结果。
希望这个方法对你有所帮助!。
excel曲线拟合补偿
在进行曲线拟合时,Excel提供了丰富的功能和选项。
接下来,我们将详细介绍如何使用Excel进行曲线拟合,包括线性、二次、指数、幂、多项式(如二次曲线、三次曲线等)以及对数拟合等类型。
1.输入实验数据
将实验数据输入Excel中,最好将两个变量的数据分别放在两个竖排区域。
确保选中所有数据时,不要选中文字内容。
2.创建散点图
在菜单栏中点击“插入”,选择“散点图”下的下拉菜单。
根据需要,可以选择带有平滑曲线的散点图。
3.添加趋势线
对于多项式拟合(线性、指数、幂、对数等),选中数据后,在“插入”菜单中选择“散点图”。
接着,在图表工具栏中点击“添加趋势线”按钮。
4.选择拟合类型
在“添加趋势线”对话框中,选择需要的曲线类型,如线性、指数、幂、对数或多项式。
对于多项式,还可以选择二次、三次等更高次幂的拟合。
此外,还可以勾选“显示公式”和“显示R²”选项,以在图表中显示拟合公式和拟合优度。
5.格式化图表
完成曲线拟合后,可以对图表进行格式化,如添加坐标轴名称、
刻度、图例等。
在菜单栏中点击“设计”,然后在“图表布局”下拉菜单中进行设置。
6.保存和导出结果
最后,将完成曲线拟合的Excel文件保存到本地。
如需与他人分享,可以将图表导出为图片或PDF格式。
通过以上步骤,用户可以轻松地在Excel中进行曲线拟合,从而更好地分析和展示实验数据。
无论是线性、二次还是更高次幂的拟合,Excel都能满足需求。
同时,还可以对图表进行个性化设置,使其更符合个人喜好和需求。
excel 计算拟合曲线参数一、引言在数据分析中,拟合曲线是一种常用的方法,它可以将数据点连接起来,形成一个平滑的曲线。
在Excel中,可以使用内置的函数和工具来计算拟合曲线的参数,从而更好地理解和分析数据。
本文将介绍如何使用Excel计算拟合曲线参数。
二、准备数据在进行拟合曲线参数的计算之前,需要准备好用于拟合的数据。
这些数据应该包括一组x值和对应的y值,可以使用Excel的数据输入功能将它们输入到工作表中。
确保数据输入准确无误,并按照一定的规律排列,以便于后续的计算和分析。
三、选择拟合函数在Excel中,有多种拟合函数可供选择,如线性拟合、指数拟合、多项式拟合等。
可以根据数据的特性和需求选择合适的拟合函数。
例如,如果数据呈现出一条平滑的曲线,可以选择多项式拟合函数;如果数据呈现出一条直线,可以选择线性拟合函数。
四、拟合曲线参数的计算1. 选中拟合函数所在单元格区域,并输入拟合函数的名称和形式(例如“=POLYFIT(x,y,n)”),其中x为x值所在单元格区域,y为y值所在单元格区域,n为拟合曲线的阶数(即多项式的项数)。
2. 按下“Ctrl+Shift+Enter”组合键对公式进行强制运算,得到拟合曲线的参数。
这些参数包括拟合曲线的斜率、截距以及各个阶数的系数等。
3. 可以使用Excel的其他函数和工具来进一步分析拟合曲线的参数,如绘制拟合曲线图、计算置信区间等。
五、结果解释和应用根据拟合曲线的参数,可以对数据进行更深入的分析和理解。
例如,如果拟合曲线呈现出明显的趋势,可以将其应用于预测和建模;如果截距显著,可能意味着数据中存在一个重要的影响因素;如果某个阶数的系数显著,可能意味着数据中存在一个特定的模式或规律。
在实际应用中,拟合曲线参数还可以与其他统计方法相结合,如回归分析、方差分析等,以获得更全面和准确的数据解读。
六、结论本文介绍了如何使用Excel计算拟合曲线参数。
通过选择合适的拟合函数、计算参数并进行分析,可以更好地理解和应用数据。
在Excel中进行曲线拟合通常涉及使用图表工具和相关函数。
以下是一个简单的步骤,演示如何在Excel中进行曲线拟合:
假设你有一组数据,其中 x 值位于 A 列,对应的 y 值位于 B 列。
现在,我们将使用 Excel 的图表和拟合函数来找到曲线方程。
步骤:
1. 插入散点图:
- 将 x 值放入 A 列,y 值放入 B 列。
- 选择你的数据,包括 x 和 y 值。
- 转到“插入”选项卡,选择“散点图”。
2. 添加趋势线:
- 在图表上右键单击其中的数据点。
- 选择“添加趋势线”。
- 在弹出的对话框中,选择合适的趋势线类型(如多项式、幂函数等)。
- 勾选“显示方程式”和“显示 R 平方值”以显示方程和拟合的质量。
3. 获取拟合方程:
- Excel会在图表上显示拟合方程和 R 平方值。
- 方程的形式可能是类似于 `y = mx + b` 的线性方程,或者对于多项式拟合,可能是一个更复杂的多项式方程。
4. 使用趋势线方程:
- 如果你想在其他地方使用这个方程,你可以手动提取它。
- 如果方程是线性的,你可以直接从图表中复制。
- 如果方程比较复杂,你可能需要使用Excel的函数来提取方程中的系数。
请注意,曲线拟合的质量取决于选择的趋势线类型和数据的性质。
有时,你可能需要尝试不同的拟合方法,选择最适合你的数据的那个。
以上步骤可能会因Excel版本而有细微差异,但大致过程应该是相似的。
excel显示拟合曲线方程
在Excel中,你可以使用趋势线功能来显示拟合曲线方程。
以下是一些步骤来实现这个目标:
1. 首先,确保你的数据已经在Excel的工作表中。
2. 选中你的数据,包括自变量和因变量。
3. 在Excel的菜单栏中,点击"插入"选项卡。
4. 在插入选项卡中,找到"散点图"或"折线图"图标,然后选择一个适合的图表类型。
5. 绘制完成后,选中你的数据点。
6. 在Excel的菜单栏中,点击"设计"选项卡。
7. 在设计选项卡中,找到"添加趋势线"图标,点击它。
8. 弹出的对话框中,选择你想要的趋势线类型,例如线性、多
项式、指数等。
9. 勾选"显示方程"和"显示R²值"选项,然后点击"确定"按钮。
10. Excel会自动在图表上显示拟合曲线,并给出方程和R²值。
通过以上步骤,你可以在Excel中显示拟合曲线方程。
请注意,拟合曲线的类型和方程的形式取决于你选择的趋势线类型。
excel 拟合曲线拟合曲线是指根据一系列的数据点,找到最符合这些数据点的曲线或函数形式,以便能够预测未知数据的趋势和值。
在Excel中,可以使用多项式拟合、线性拟合或非线性拟合来实现这一目标。
首先,我们来介绍一下多项式拟合。
多项式拟合是最简单的拟合方法之一,它假设数据点之间的关系可以用一个多项式方程来表示。
在Excel中,可以使用“趋势线”功能来进行多项式拟合。
具体操作步骤如下:1.首先,将数据点按照x轴的值从小到大排列。
2.在Excel中,选中数据点所在的区域。
3.在“插入”选项卡的“图表”组中,选择“散点图”。
4.在散点图上,右键点击其中一条数据点,选择“添加趋势线”。
5.在“添加趋势线”对话框中,选择“多项式”类型,并设置相关的阶数。
6.点击“确定”按钮,即可在散点图上看到拟合曲线。
多项式拟合的优点是简单易用,但也有其局限性。
当数据点的分布不是很均匀或存在较大误差时,多项式拟合可能会产生过拟合现象,即曲线过度契合已知数据点,但不能很好地预测未知数据。
接下来,我们来介绍线性拟合方法。
线性拟合假设数据点呈现一条直线的趋势,也被称为一次拟合。
在Excel中,可以使用“趋势线”功能中的“线性趋势线”来进行线性拟合。
具体操作步骤如下:1.首先,将数据点按照x轴的值从小到大排列。
2.在Excel中,选中数据点所在的区域。
3.在“插入”选项卡的“图表”组中,选择“散点图”。
4.在散点图上,右键点击其中一条数据点,选择“添加趋势线”。
5.在“添加趋势线”对话框中,选择“线性”类型,并选中“显示方程式”和“显示R方值”。
6.点击“确定”按钮,即可在散点图上看到拟合的直线以及方程式和R方值。
线性拟合的优点是简单快速,适用于数据点的趋势近似于一条直线的情况。
然而,线性拟合也有其缺点,当数据点的趋势并不是线性的时候,线性拟合可能无法精确描述数据的变化。
最后,我们来介绍非线性拟合方法。
非线性拟合假设数据点之间的关系可以用一些特定形式的非线性方程来表示。
在 Excel 中,你可以使用数据分析工具来进行曲线拟合。
曲线拟合是一种统计方法,用于找到一条最符合给定数据集的曲线。
以下是在 Excel 中进行曲线拟合的一般步骤:使用数据分析工具进行曲线拟合:1.准备数据:首先,确保你的数据已经按照 x 轴的顺序排列。
2.打开数据分析工具:如果你没有启用 Excel 的数据分析工具,首先需要启用它。
依次选择 "文件" -> "选项" -> "加载项",在 "管理" 下拉菜单中选择"Excel加载项",点击 "转到",然后勾选 "分析工具",最后点击 "确定"。
3.选择数据分析工具:在数据工具栏中,你应该看到一个 "数据分析" 选项。
如果找不到,请确保已经启用了数据分析工具。
选择"数据" -> "数据分析"。
4.选择“回归”:在弹出的 "数据分析" 对话框中,选择 "回归"。
5.填写参数:在回归对话框中,填写以下参数:▪输入 Y 范围:选择 y 轴的数据范围。
▪输入 X 范围:选择 x 轴的数据范围。
▪输出范围:选择一个单元格,Excel 将在这里输出拟合的结果。
▪勾选 "输出拟合对应的拟合线"。
6.选择拟合函数:在 "回归" 对话框中,选择一个适当的拟合函数。
例如,你可以选择线性、多项式、指数等。
7.点击确定:点击 "确定" 开始拟合。
8.分析拟合结果: Excel 将生成拟合曲线的方程,并在你选择的输出范围中提供相应的统计信息。
示例:让我们以一个简单的线性拟合为例。
假设你有以下数据:X Y1 22 33 44 55 61.选择数据,然后依次点击 "数据" -> "数据分析"。