基于季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法分析淀山湖水質(zhì)變化趨勢(shì)

摘要：本文采用季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法，分析檢驗(yàn)了近5年來淀山湖6個(gè)代表斷面6項(xiàng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的濃度變化趨勢(shì)。分析結(jié)果顯示，溶解氧的濃度呈上升趨勢(shì)，表明水體自凈能力增強(qiáng);其余各項(xiàng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均呈下降趨勢(shì)和無明顯升降趨勢(shì)。淀山湖水質(zhì)參數(shù)濃度變化趨勢(shì)以下降和無明顯變化為主，表明淀山湖的水環(huán)境狀況逐漸好轉(zhuǎn)，水體富營(yíng)養(yǎng)化有所改善。

關(guān)鍵詞：季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法;淀山湖;水質(zhì)變化

中圖分類號(hào)：X83 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）06-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.091

Abstract： The seasonal Kendall test method was used to analyze the concentration trends of six water quality monitoring projects in six representative sections of Dianshan Lake in the past five years. The analysis results show that the concentration of dissolved oxygen is on the rise， indicating that the self-purification ability of the water body is enhanced; the other water quality monitoring items are showing a downward trend and no obvious rising and falling trend. The variation trend of water quality parameter concentration in Dianshan Lake was mainly decreased and no significant change， which indicated that the water environment of Dianshan Lake gradually improved and the eutrophication of water was improved.

Key words： Seasonal Kendall test; Dianshan Lake; Water quality change

淀山湖位于上海與江蘇的邊界地區(qū)，湖區(qū)面積約63.7 km2。淀山湖是太湖流域洪澇水下泄的主要通道和區(qū)域重要的水資源蓄集涵養(yǎng)地，是上海市黃浦江上游重要的水源地保護(hù)區(qū)，具有調(diào)節(jié)徑流、供水、灌溉、航運(yùn)、養(yǎng)殖、旅游等多種功能，也是上海重要的國(guó)家級(jí)水利風(fēng)景區(qū)和重要的航道交匯點(diǎn)。近年來，隨著城市建設(shè)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，淀山湖的水質(zhì)正在逐年惡化，富營(yíng)養(yǎng)化是淀山湖所面臨的重大生態(tài)問題之一[1]。水質(zhì)變化趨勢(shì)分析是水質(zhì)變化研究的重要手段之一，通過分析水質(zhì)變化趨勢(shì)為生態(tài)環(huán)境和水污染治理提供依據(jù)。本文研究分析淀山湖水質(zhì)變化趨勢(shì)，為淀山湖生態(tài)環(huán)境和污染治理提供依據(jù)。

1 季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法

由于水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果受周期性流量影響，汛期與非汛期的結(jié)果不具可比性。因此，如果簡(jiǎn)單地將歷年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)直接比較，并不能準(zhǔn)確反應(yīng)出某個(gè)監(jiān)測(cè)斷面、河流的水質(zhì)變化趨勢(shì)。季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法屬于非參數(shù)趨勢(shì)檢驗(yàn)方法，將水質(zhì)資料在歷年相同月份間進(jìn)行比較，避免了季節(jié)性的影響;同時(shí)對(duì)于不完整、精度不高數(shù)據(jù)，季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法只考慮其相對(duì)排列而不考慮其差值，極大降低了奇異值對(duì)水質(zhì)趨勢(shì)分析結(jié)果的影響。

利用季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法分析水質(zhì)變化趨勢(shì)，一般選取5～8年的水質(zhì)序列。序列太長(zhǎng)會(huì)掩蔽目前的趨勢(shì)，而序列太短會(huì)造成結(jié)果不準(zhǔn)確。根據(jù)（SL359-2007）《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》，水質(zhì)變化趨勢(shì)的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果根據(jù)顯著性水平α確定。當(dāng)α≤0.01.水質(zhì)變化趨勢(shì)高度顯著;0.01<α≤0.1，水質(zhì)變化趨勢(shì)顯著;α>0.1，水質(zhì)變化無趨勢(shì);當(dāng)α<0.1時(shí)，若變化率為正值，則說明檢驗(yàn)具有顯著（或高度顯著）性上升，若變化率為負(fù)值，則說明檢驗(yàn)具有顯著（或高度顯著）性下降。

2 評(píng)價(jià)斷面和評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇

為考察淀山湖水質(zhì)變化趨勢(shì)，本文選取淀山湖6個(gè)代表水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面進(jìn)行分析，各斷面每年監(jiān)測(cè)頻次為12次;選取系列長(zhǎng)度為：2014～2018年逐月水質(zhì)資料;評(píng)價(jià)指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、溶解氧、氨氮、總磷、總氮。

3 結(jié)果與討論

根據(jù)（GB3838-2002）《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，采用單因子評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)淀山湖水質(zhì)狀況（表1）。從表1中可以看出，淀山湖總磷為Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)、總氮為劣Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)，其他水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均達(dá)到或超過Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。由于水質(zhì)數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)的隨機(jī)性，采用單因子評(píng)價(jià)并不能準(zhǔn)確反映出淀山湖的水質(zhì)變化趨勢(shì)。因此，本文中采用季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法分析其水質(zhì)變化趨勢(shì)。

采用Professional Water Quantity Trend （PWQ Trend）軟件分析檢驗(yàn)淀山湖各監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)變化趨勢(shì)，以評(píng)價(jià)淀山湖水質(zhì)變化趨勢(shì)，水質(zhì)變化趨勢(shì)檢驗(yàn)結(jié)果見表2。在分析檢驗(yàn)的6項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)中，水質(zhì)參數(shù)濃度呈上升趨勢(shì)的為溶解氧，比例占33.3%，無明顯升降趨勢(shì)的占66.7%，表明水體自凈能力增強(qiáng)。其余各項(xiàng)水質(zhì)項(xiàng)目參數(shù)均呈下降趨勢(shì)和無明顯升降趨勢(shì)，且水質(zhì)項(xiàng)目無上升趨勢(shì)，說明水質(zhì)狀況趨于改善[2]。其中氨氮的下降比例占16.7%，無明顯升降趨勢(shì)比例占83.3%;化學(xué)需氧量無明顯升降趨勢(shì);高錳酸鹽指數(shù)的下降比例占83.3%，無明顯升降趨勢(shì)比例占16.7%;總氮的下降比例占33.3%，無明顯升降趨勢(shì)比例占66.7%;總磷的下降比例占66.7%，無明顯升降趨勢(shì)比例占33.3%。淀山湖水質(zhì)問題主要是水體富營(yíng)養(yǎng)化[3]，總氮、總磷濃度下降趨勢(shì)說明淀山湖水體富營(yíng)養(yǎng)化問題正逐步改善。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，淀山湖各監(jiān)測(cè)水質(zhì)項(xiàng)目中呈上升趨勢(shì)的占2.8%（溶解氧），顯著下降的占19.4%，高度顯著下降的占13.9%，水質(zhì)參數(shù)濃度無明顯升降趨勢(shì)的占63.9%。以上結(jié)果表明，淀山湖水質(zhì)參數(shù)濃度變化趨勢(shì)以下降和無明顯變化為主，表明淀山湖的水環(huán)境狀況逐漸好轉(zhuǎn)[4]。

4 結(jié)論

本文采用季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法分析了近5年淀山湖6個(gè)代表水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、氨氮、總磷和總氮的濃度變化趨勢(shì)。在這6項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)中，溶解氧濃度呈上升趨勢(shì)，表明水體自凈能力增強(qiáng);其余各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)均呈下降趨勢(shì)和無明顯升降趨勢(shì)。結(jié)果表明，淀山湖水質(zhì)參數(shù)濃度變化趨勢(shì)以下降和無明顯變化為主。經(jīng)水體養(yǎng)護(hù)和綜合治理，淀山湖的水環(huán)境狀況逐漸好轉(zhuǎn)，水體富營(yíng)養(yǎng)化有所改善。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭曉紅，汪琴.淀山湖水質(zhì)狀況及富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)[J].環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2009，21（2）：68-70.

[2]SL395-2007，地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程[S].

[3]陳紅，韓青，周宏偉.淀山湖水污染狀況分析與綜合治理對(duì)策研究[J].水資源保護(hù)，2011，27（6）：36-40.

[4]吳學(xué)峰.車載GC-MS應(yīng)急監(jiān)測(cè)水中揮發(fā)性有機(jī)物效果研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2014.

收稿日期：2019-02-21

作者簡(jiǎn)介：石磊（1986-），男，漢族，博士，工程師，研究方向?yàn)樗h(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。