夜雨聆风本软件为免费分享的非商业性工具，仅供水面线计算思路与方法的交流学习使用。软件未经全面、系统的验证，不保证计算结果的准确性、完整性或适用性。
任何情况下，使用者均应自行对计算结果进行独立校核与验证，并对基于本软件结果做出的所有决策承担全部责任。作者不对因使用本软件产生的任何直接或间接损失负责。
一、软件简介
（一）普通断面水面线计算
基于曼宁公式（Manning’s Equation）计算断面过流能力：
其中：A 为过水面积，R 为水力半径，S 为能坡（近似等于水面比降），n 为糙率。
采用二分法迭代求解水位，确保流量平衡精度（默认收敛误差≤ 0.0001 m）。
自动识别左滩、主槽、右滩分区（依据糙率 n突变点），分别计算各分区水力要素。
（二）桥断面壅水分析
采用《洪水影响评价技术导则》（SLT808-2025）的桥断面壅水公式进行桥断面的水位推算。
支持三类土质（松软土、中等土、密实土）的冲刷特性建模：
松软土：
中等土：
密实土：
计算关键参数：
冲刷系数
（桥前收缩过水面积 / 桥下实际过水面积）
壅水高度
（η为壅水系数，由用户输入）
自动将壅水高度叠加至上游普通断面水位，作为桥断面计算水位。
（三）堰流断面水头计算
采用宽顶堰自由出流公式直接解析求解堰上水头：
其中：
m：流量系数（默认 0.385）
ε：侧收缩系数（默认 0.9）
σ：淹没系数（默认 1.0，即按自由流计算）
b：堰宽（自动取断面 X 坐标范围）
堰顶高程自动取断面最低点高程（深泓），水位 = 堰顶高程 + H。
三、安装与运行
源代码需要相关的Python 环境和依赖库（PyQt5>=5.15.0、matplotlib>=3.5.0、pandas>=1.3.0、openpyxl>=3.0.0、numpy>=1.21.0）。
四、输入数据格式
本软件通过 Excel 文件（.xlsx） 导入河道断面数据。为确保程序正确解析，请严格遵循以下格式要求。所有输入均基于 SI 单位制（长度：米，流量：m³/s）。
重要提示：
文件必须包含名为原始数据的工作表（Sheet）。
程序不依赖列标题，仅按固定列位置读取数据。
空单元格或无效值将被自动填充默认参数（见下文说明）。
可以用开发的其他程序“数据格式转换”进行测量数据的直接转换。
（一）Excel 文件结构说明
整体布局
第1行为基础参数，依次是河流名称、目标流量、起始水位、初始比降。
列 (A) | 列 (B) | 列 (C) | 列 (D) | 列 (E) | 列 (F~G) |
河流名称 | （留空） | 目标流量 Q | 固定起始水位 Z₀ | 初始比降 S₀ | （留空） |
（文本） | （数值，m³/s） | （数值，m） | （数值，无量纲） |
固定起始水位：
若填 >0 的数值 → 软件将下游边界水位固定为此值（适用于已知尾水位场景）。
若填 0 或留空 → 软件自动反算下游边界水位（基于曼宁公式）。
初始比降：仅在自动反算模式下作为迭代初值（建议取河道平均比降，如 0.0001）。
第2行，（可选）空行，程序会自动跳过空行。
第3行起，断面数据块，每个断面由1行头信息 + N行地形点 组成。
行类型 | 列 (A) | 列 (B) | 列 (C) | 列 (D) | 列 (E) | 列 (F) | 列 (G) |
头信息行 | 桩号 | 参数1 | 参数2 | 参数3 | 识别码 | 地形点数量 | 断面名称 |
（数值，m） | （0/1/3） | （整数） | （文本） | ||||
地形点行 | X坐标 | 高程 Y | 糙率 n | （留空） | （留空） | （留空） | （留空） |
（数值，m） | （数值，m） | （数值） |
首先根据E列（5列）识别码判断断面类型。
识别码 | 断面类型 | 必填参数（对应头信息行列 B~D） | 默认值 | 说明 |
0 | 普通断面 | B: 动能修正系数 α | α=1.0, ξ=0.0 | 标准河道断面，按曼宁公式计算 |
C: 局部阻力系数 ξ | ||||
D: （未使用） | ||||
1 | 桥断面 | B: 壅水系数η | η=0.0 | 土质需填“松软土”/“中等土”/“密实土” |
C: 土质类型 | 土质="" | |||
D: 水流交角（°） | 交角=0° | |||
3 | 堰流断面 | B: 流量系数 m | m=0.385 | 按宽顶堰公式计算水头 |
C: 侧收缩系数ε | ε=0.9 | |||
D: 淹没系数σ | σ=1.0 | |||
D: 堰顶高程 | 默认最低高程点 |
示例文件已包括在下载目录里。
五、软件界面
本软件采用单窗口多标签页设计，界面简洁直观，所有核心功能均集中在主窗口内完成。以下按区域逐项说明。
（一）主窗口布局
顶部区域为文件上传区，
按钮可以上传编辑好的输入数据格式的excle文件。
右上角为断面选择，导入数据后会显示桩号和断面名称。
中部区域为① 参数调整 ② 计算结果表格 ③ 断面信息编辑 ④ 图表查看。
底部区域为功能操作栏，主要包括:
【计算水面线】：执行核心算法
【下载计算结果】：保存计算输出
【重置参数】：恢复到原始导入数据状态
【导出数据】：修改断面或流量相关参数后导出为excle数据（相当于编辑保存功能），可供下次计算使用
（二）参数调整标签页
成功导入excle表格后，会自动读取对应参数。
控件 | 默认值 | 说明 |
目标流量 Q (m³/s) | 读取自 Excel C1 | 若留空则需在此手动输入 |
初始比降 S₀ | 读取自 Excel E1 | 仅用于自动反算边界水位的迭代初值 |
下游固定水位 Z₀ (m) | 读取自 Excel D1 | 填 >0 值则锁定尾水位；填 0 或空则启用自动反算 |
流量段设置可调整起始断面和结束断面，更改不同河段的流量。
（三）断面信息编辑
（三）断面信息编辑
提供所见即所得的断面数据编辑能力。
支持删除和添加断面，可以对断面的距离、高程和糙率进行修改。也可以修改识别码，选择不同识别码会自动切换相关参数。
（四）图表查看
（四）图表查看
包含横断面图与纵断面图两个子视图，支持交互分析。
在未计算状态只显示断面形状，点击计算后会根据断面数据显示左滩、主槽、右滩范围以及计算水位。点击纵断面的桩号会自动切换到对应横断，方便修改调整断面参数。
（五）计算结果表格
（五）计算结果表格
展示每个断面的详细水力计算结果，支持排序与导出。
链接：https://pan.quark.cn/s/6848dec44b57
提取码：ntA2