近年來洪澤湖水質變化趨勢分析

張 君 舒衛先

（江蘇省太湖地區水利工程管理處 蘇州 215128 淮河流域水資源保護局 蚌埠 233000）

近年來洪澤湖水質變化趨勢分析

張 君 舒衛先

（江蘇省太湖地區水利工程管理處 蘇州 215128 淮河流域水資源保護局 蚌埠 233000）

洪澤湖的水質問題，關系洪澤湖周邊地區生態和經濟的可持續發展，關系到南水北調東線的水質安全。本文依據多年監測數據，采用屬非參數檢驗法的季節性Kendall檢驗法分析2007年以來洪澤湖水質變化趨勢，旨在為洪澤湖污染控制提供參考。

水質序列 季節性Kendall檢驗法 顯著上升 顯著下降

1 概述

洪澤湖位于33°06'～33°40'N、118°10'～118°52'E，水域面積1597km2（按目前汛期控制水位12.5m計），平均水深1.5m，是淮河中游具有防洪、灌溉、水產、水運等綜合利用功能的大型淺水湖泊，也是南水北調東線工程重要的調蓄水庫。受淮河干流和周邊入湖河流的影響，洪澤湖水質穩定性差，時空差異大。作為干支流交匯點，洪澤湖是其上游污染的“匯”，也是其下游和南水北調東線污染的“源”。

2 水質序列和參數的選擇

選用幾年的水質序列參與趨勢分析更為科學取決于兩個方面：一是分析目的，二是水質序列變化的周期性。水質序列選擇過長或過短都會影響趨勢結果的準確性。根據我國工農業生產發展周期來看，用季節性Kendall檢驗水質趨勢時，水質序列長度選擇5～8年較為適中。本研究在考慮了監測點分布的代表性和水質序列的系統性和一致性基礎上，選擇2007～2012年洪澤湖5個常規監測點共6年的水質監測數據，監測點的分布如圖l所示。在確定趨勢分析的參數時，重點選擇了在判定污染和影響水質的變化上典型的項目，包括溶解氧（DO）、高錳酸鹽指數（CODM n）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮（NH3-N）、總磷（TP）共5項。

3 季節性Kendall檢驗法原理

季節性Kendall檢驗是Mann-Kendall檢驗的一種推廣，由Hirsch等于1982年提出，并由Smith和Van Belle等做了進一步的修正。該檢驗是一種僅考慮數據相對排列的非參數檢驗方法，其主要優點是不受水質資料的非正態性、季節性變化、流量相關、出現漏測值或小于檢測限值等的影響。該檢驗方法的思路是收集多年的監測數據，分別計算各月份（或季節）的統計量S及方差Var（S），再把各月份（或季節）的統計量相加，計算總統計量。如果季節數和年份數足夠大，可通過總統計量與標準正態分布表之間的比較來進行顯著性趨勢檢驗。

圖1 監測點的分布

在該檢驗中，首先把歷年相同月或季的水質數據進行比較，如果后面的值（按時間序列）高于前面的值，則計為“+”號；如果后面的值低于前面的值，計為“-”號；如果后面的值和前面的值相等，則計為“0”。如果數據不存在趨勢，最理想的是“+”號和“-”號數量相等；如果“+”號的個數比“-”號的個數多，則可能為上升趨勢；相反，如果“-”號的個數比“+”號的個數多，則可能為下降趨勢。季節性Kendall取顯著性水平α為0.1和0.01，即當α≤0.01時，說明檢驗具有高度顯著性水平；0.01≤α≤0.1時，說明檢驗是顯著的。

4 水質變化趨勢分析

趨勢分析過程采用中國水利水電科學研究院開發的PWQTrend2010軟件進行計算，分析結果分為高度顯著上升、顯著上升、無明顯升降趨勢、顯著下降和高度顯著下降5種趨勢。2007～2012年洪澤湖水質變化分析結果如表1所示。

表1 水質變化趨勢分析成果

通過分析可以看出，洪澤湖除湖區東監測點高錳酸鹽指數污染加重外，其他無明顯趨勢或顯著改善，這充分說明淮河流域一系列水污染防治工程取得明顯成效，入洪澤湖的污染總量下降，水質向好的方向發展。

DO是評價水體自凈能力的指標，DO值高表明水體的自凈能力較強。洪澤湖除湖區東監測點DO無明顯升降趨勢外，其他各監測點近年來均顯著上升或高度顯著上升，這進一步說明了洪澤湖水質向好的趨勢。

各監測點CODM n和BOD5污染均沒有明顯減輕，說明洪澤湖有機物污染依然嚴重，其中湖區東監測點CODM n顯著上升，可能與湖東各地化學工業和釀造工業的發展有關。

一直以來因為養殖業的發展導致溧河洼和成子湖成為洪澤湖富營養化最嚴重的區域，通過溧河洼和高湖兩個監測點的水質變化趨勢分析結果可以看出，DO、TP、NH3-N污染均顯著改善，這說明隨著兩個湖灣區域網箱養殖的治理，富營養化風險顯著降低。

研究表明農業非點源污染對TP的貢獻量很大，老子山監測點TP顯著下降，可能是淮河流域上中游面源污染治理成效的體現。

5 結論

應用季節性Kendall檢驗法，分析了2007～2012年洪澤湖5個代表性監測點的水質變化趨勢。結果表明，洪澤湖水質整體趨好，特別是溧河洼和成子湖富營養化風險顯著降低，但有機物污染依然嚴重。洪澤湖是淮河末端的過水湖泊，客水污染是主要的污染源，加大入湖河流水污染治理是洪澤湖水污染防治工作的根本途徑，依然任重而道遠■