應(yīng)用季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法分析衛(wèi)河干流水質(zhì)變化趨勢(shì)

□李仁杰 □王 宇 □張鳳華(新鄉(xiāng)水文水資源勘測(cè)局)

1.概況

衛(wèi)河發(fā)源于山西省陵川縣奪火鎮(zhèn)，流經(jīng)博愛(ài)縣、焦作市、修武縣、獲嘉縣、新鄉(xiāng)市、衛(wèi)輝市、淇縣、滑縣、?？h、湯陰縣、內(nèi)黃縣、南樂(lè)縣至大北張出省，全長(zhǎng)276km，流域面積14749km2。左岸支流有新河、峪河、石門(mén)河、百泉河、滄河、思德河、淇河、湯河、安陽(yáng)河、共產(chǎn)主義渠等河道，右岸支流有大獅澇河、西孟姜女河、人民勝利渠、東孟姜女河、硝河等平原河道。

2.方法原理

季節(jié)性肯達(dá)爾檢驗(yàn)的原理是將歷年相同月(季)的水質(zhì)資料進(jìn)行比較,如果后面的值(時(shí)間上)高于前面的值記為+號(hào),否則記作-號(hào)。如果加號(hào)的個(gè)數(shù)比減號(hào)的多,則可能為上升趨勢(shì)；類似地,如果減號(hào)的個(gè)數(shù)比加號(hào)的多,則可能為下降趨勢(shì)；如果加號(hào)的個(gè)數(shù)與減號(hào)的相等,則可能為無(wú)趨勢(shì)。

3.水質(zhì)參數(shù)的確定

河南省衛(wèi)河重要水功能區(qū)污染特性是以化學(xué)需氧量、氨氮、高錳酸鹽為主要污染物。確定水質(zhì)變化趨勢(shì)分析項(xiàng)目為：化學(xué)需氧量、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)3 項(xiàng)。

4.水質(zhì)資料和水質(zhì)站的選取

由于近年來(lái)本區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、污染物排放、水資源開(kāi)發(fā)利用狀況及水文情勢(shì)等要素發(fā)生了較大改變，重大涉水政策出臺(tái)和行動(dòng)的實(shí)施也對(duì)污染物減排和河流生態(tài)水量保障等方面產(chǎn)生了積極的影響，為保證水質(zhì)數(shù)據(jù)具有系列性、代表性、完備性和較好的一致性，資料的選取顯得尤為重要，時(shí)間序列過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短都會(huì)影響趨勢(shì)結(jié)果的準(zhǔn)確，過(guò)短往往不能確定是否存在趨勢(shì)或失真；過(guò)長(zhǎng)則會(huì)產(chǎn)生一種趨勢(shì)掩蓋或抵消另外一種趨勢(shì)。經(jīng)分析后，本文采用了區(qū)域內(nèi)衛(wèi)河干流4 個(gè)主要水功能區(qū)的6-7年（2005-2011年）水質(zhì)站資料進(jìn)行趨勢(shì)分析。（詳見(jiàn)表1）

表1 水功能區(qū)水質(zhì)變化趨勢(shì)分析站點(diǎn)一覽表

5.分析方法

水質(zhì)站水質(zhì)變化趨勢(shì)分析采用季節(jié)性Kendall 檢驗(yàn)方法。水質(zhì)站水質(zhì)變化趨勢(shì)分析包括水質(zhì)站水質(zhì)項(xiàng)目濃度變化趨勢(shì)分析和水質(zhì)站水質(zhì)項(xiàng)目流量調(diào)節(jié)濃度變化趨勢(shì)分析兩方面的內(nèi)容。

流量調(diào)節(jié)濃度變化趨勢(shì)分析從式（1）-式（7）中選擇流量與濃度相關(guān)性最好的一組進(jìn)行分析：

式中：C-水質(zhì)項(xiàng)目濃度，mg/L；Q-流量，m3/s；a、b、c-系數(shù)。

水質(zhì)站水質(zhì)變化趨勢(shì)分析結(jié)果可分為3 類5 級(jí)。3 類為上升、下降和無(wú)趨勢(shì)；5 級(jí)為高度顯著上升、顯著上升、無(wú)趨勢(shì)、顯著下降和高度顯著下降。

水質(zhì)站水質(zhì)變化趨勢(shì)的顯著性應(yīng)根據(jù)顯著性水平α 確定：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)無(wú)變化趨勢(shì)。

6.趨勢(shì)分析結(jié)果

6.1 衛(wèi)河衛(wèi)輝市排污控制區(qū)

水質(zhì)代表斷面：汲縣（二）。

高錳酸鹽指數(shù)水質(zhì)濃度高度顯著下降，氨氮水質(zhì)濃度顯著下降，化學(xué)需氧量無(wú)明顯升降趨勢(shì)。

6.2 衛(wèi)河衛(wèi)輝市農(nóng)業(yè)用水區(qū)

水質(zhì)代表斷面：淇門(mén)水文站。高錳酸鹽指數(shù)水質(zhì)濃度高度顯著下降，氨氮水質(zhì)濃度高度顯著下降，化學(xué)需氧量高度顯著下降。

6.3 衛(wèi)河?？h農(nóng)業(yè)用水區(qū)（三）

水質(zhì)代表斷面：五陵水文站。高錳酸鹽指數(shù)水質(zhì)濃度高度顯著下降，氨氮水質(zhì)濃度高度顯著下降，化學(xué)需氧量顯著下降。

6.4 衛(wèi)河濮陽(yáng)市農(nóng)業(yè)用水區(qū)（三）

水質(zhì)代表斷面：元村水文站。

高錳酸鹽指數(shù)水質(zhì)濃度高度顯著下降，氨氮水質(zhì)濃度高度顯著下降，化學(xué)需氧量顯著下降。

水質(zhì)項(xiàng)目流量調(diào)節(jié)濃度變化趨勢(shì)為：高錳酸鹽指數(shù)水質(zhì)濃度無(wú)明顯升降趨勢(shì)，氨氮水質(zhì)濃度無(wú)明顯升降趨勢(shì)，化學(xué)需氧量無(wú)明顯升降趨勢(shì)，見(jiàn)表2。

表2 水功能區(qū)水質(zhì)變化趨勢(shì)分析成果表