【摘要】编写水工计算书的方法众多，选择一种先进合理的方法可以让工作变得可靠而有效率。本文通过对常见的几种计算书编写方法进行比较，分析了各种方法的优劣，最后推荐了水工设计计算书编写方法。
【关键词】MathCAD；计算书编写方法；水工设计；水利水电
计算书作为水工设计中不可或缺的一部分，传统计算书一般为手写。但随着计算机科学技术的发展和普及，利用计算机编写计算书是大势所趋。通常，我们利用计算机编写水工设计计算书可以采用Word，Excel，MathCAD、Matlab+Word等软件编写水工设计计算书。
1、利用Word编写计算书
Word编写计算书实际上就是将手写的计算书变为电子版的形式，主要的数值计算还是要利用计算器进行或者只能手算。
Word编写的计算书版面可以做得比较精美，能将计算的原理反映清楚，可以校核。但是，这种计算书编写方法效率低下，必须要一步一步进行手算，校核人员也得一步一步复核计算，耗费大量时间和精力。一旦设计参数发生改变，又得重新一步一步进行手算，设计计算过程比较痛苦，效率低下。
但Word编写计算书却在一些设计院里都是主要办法，主要原因是这种办法编写方法简单，易掌握，虽然麻烦，但还是能够满足设计工作要求。
2、利用Excel编写计算书
由于Word不能自动计算数值，于是很多人选择Excel编写计算书以弥补word编写计算书不能自动计算的缺陷，但是Excel排版麻烦，造成一般人编写的计算书过于凌乱，无法看出其计算过程，难以反复利用，不能有效校核。
当然，认真耐心一点，Excel编写的计算书也可以有比较精美的版面。其实现方法可采用三段结构：第一步列出计算参数，并将参数输入部分单元格填充成其它颜色，防止误输入，以利反复计算利用；第二步列出公式，这一步主要是反映计算过程，供校核者参考；第三步引用第一步的计算参数列表计算，并将结果在表中反映出来，供接下来的计算引用。这种方法编写的Excel计算书可以较清晰地反映计算过程，当参数发生改变时，只需要修改输入参数即可，计算书能够反复利用，也能基本满足校核的要求。
3、利用Mathcad编写计算书
Mathcad是美国PTC公司旗下的一款工程计算软件，它允许工程师利用详尽的应用数学函数和动态、可感知单位的计算来同时设计和记录工程计算。
Mathcad采用一种交互式数值计算系统，当输入一个数学公式、方程组、矩阵等，计算机将直接给出计算结果，而无须去考虑中间计算过程，这种特性就使其编写的计算书可以完全按照手写计算书的书写方式和逻辑进行编写，但是不需要去进行计算，公式列完自动得到结果，不需要像Excel那样列表计算，校核时只要关心公式和计算方法即可。
4、利用Matlab+Word编写计算书
Word不能自动计算是用其编写计算书的最大障碍，而Matlab在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指，将Matlab嵌入到Word里，实现其自动计算的功能，堪称完美的结合，实现了不输于Mathcad的功能，而且更靈活，但是由于Matlab的专业性，掌握起来略难。
具体实现方法：
（1）在Matlab命令行下，输入notebook -setup，然后按照提示安装相应word版本即可；
（2）在matlab命令行下输入notebook启动notebook进入Word界面；
（3）采用文本格式输入命令，在命令结束时不要按回车和空格键；
（4）点击右键选中Define Input Cell选项，用来定义输入细胞；
（5）点击右键选中Evaluate Cell选项或者Ctrl+Enter来执行计算。
其中输入细胞都显示为黑方括号包括的绿色字符，输出细胞都是黑方括号包括的蓝色字符，如果出现错误黑方括号包括的红色字符，其它文本都默认为黑色字符。
5、比较分析及结论
我们从以下五个方面对上面四种计算书编写方法进行评价：
（1）计算书的版面是否精美，版面美观的计算书更容易易检查，逻辑必然也会更为清晰，不宜忽视，以下简称“版面精美”；
（2）是否能够自动进行数值计算，这是采用计算机技术编写计算书最直接的目的之一，提高工作效率的最基本手段，以下简称“自动计算”；
（3）计算结果是否正确，编写的计算书是否容易出错，大家都会追求不易出错的计算书编写方法，计算结果可靠是编写计算书最重要的目标，以下简称“结果可靠”；
（4）不管是什么样的计算书，按照工作程序都应该进行校核，也是对设计工作负责任的必要态度，校核是否方便也会影响工作效率和计算结果的可靠程度，以下简称“校核方便”；
（5）不管什么样的计算书编写方法，我们都希望越容易掌握越好，这也是要考核的目标之一，以下简称“掌握容易”。
一般来说编写计算书时，“结果可靠”和“自动计算”同样重要，“自动计算”相对于“校核方便”重要，“校核方便”相对于“版面精美”重要，“版面精美”与“掌握容易”同样重要。采用0-4评分法计算各指标权重：
由上可知，采用MATHCAD编写计算书是最优的水工计算书编写方法，推荐广大同仁编写设计计算书时采用此方法。另外，MATLAB+WORD也能很好的满足水工计算书的编写要求，也可以作为推荐方法。
参考文献：
[1]张培忠，MathCAD学步随笔[M].北京：中国水利水电出版社，2013：1-2.
[2] 张采芳，余愿，鲁艳旻，MATLAB编程及仿真应用[M].武汉：华中科技大学出版社，2014：247-253.