基于季節(jié)性Kendall檢驗法分析淀山湖水質變化趨勢

摘要：本文采用季節(jié)性Kendall檢驗法，分析檢驗了近5年來淀山湖6個代表斷面6項水質監(jiān)測項目的濃度變化趨勢。分析結果顯示，溶解氧的濃度呈上升趨勢，表明水體自凈能力增強;其余各項水質監(jiān)測項目均呈下降趨勢和無明顯升降趨勢。淀山湖水質參數濃度變化趨勢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，水體富營養(yǎng)化有所改善。

關鍵詞：季節(jié)性Kendall檢驗法;淀山湖;水質變化

中圖分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：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區(qū)，具有調節(jié)徑流、供水、灌溉、航運、養(yǎng)殖、旅游等多種功能，也是上海重要的國家級水利風景區(qū)和重要的航道交匯點。近年來，隨著城市建設、國民經濟和工業(yè)生產的發(fā)展，淀山湖的水質正在逐年惡化，富營養(yǎng)化是淀山湖所面臨的重大生態(tài)問題之一[1]。水質變化趨勢分析是水質變化研究的重要手段之一，通過分析水質變化趨勢為生態(tài)環(huán)境和水污染治理提供依據。本文研究分析淀山湖水質變化趨勢，為淀山湖生態(tài)環(huán)境和污染治理提供依據。

1 季節(jié)性Kendall檢驗法

由于水質監(jiān)測結果受周期性流量影響，汛期與非汛期的結果不具可比性。因此，如果簡單地將歷年監(jiān)測數據直接比較，并不能準確反應出某個監(jiān)測斷面、河流的水質變化趨勢。季節(jié)性Kendall檢驗法屬于非參數趨勢檢驗方法，將水質資料在歷年相同月份間進行比較，避免了季節(jié)性的影響;同時對于不完整、精度不高數據，季節(jié)性Kendall檢驗法只考慮其相對排列而不考慮其差值，極大降低了奇異值對水質趨勢分析結果的影響。

利用季節(jié)性Kendall檢驗法分析水質變化趨勢，一般選取5～8年的水質序列。序列太長會掩蔽目前的趨勢，而序列太短會造成結果不準確。根據（SL359-2007）《地表水資源質量評價技術規(guī)程》，水質變化趨勢的顯著性檢驗結果根據顯著性水平α確定。當α≤0.01.水質變化趨勢高度顯著;0.01<α≤0.1，水質變化趨勢顯著;α>0.1，水質變化無趨勢;當α<0.1時，若變化率為正值，則說明檢驗具有顯著（或高度顯著）性上升，若變化率為負值，則說明檢驗具有顯著（或高度顯著）性下降。

2 評價斷面和評價指標的選擇

為考察淀山湖水質變化趨勢，本文選取淀山湖6個代表水質監(jiān)測斷面進行分析，各斷面每年監(jiān)測頻次為12次;選取系列長度為：2014～2018年逐月水質資料;評價指標為高錳酸鹽指數、化學需氧量、溶解氧、氨氮、總磷、總氮。

3 結果與討論

根據（GB3838-2002）《地表水環(huán)境質量標準》，采用單因子評價法評價淀山湖水質狀況（表1）。從表1中可以看出，淀山湖總磷為Ⅴ類水標準、總氮為劣Ⅴ類水標準，其他水質監(jiān)測項目均達到或超過Ⅲ類水標準。由于水質數據具有很強的隨機性，采用單因子評價并不能準確反映出淀山湖的水質變化趨勢。因此，本文中采用季節(jié)性Kendall檢驗法分析其水質變化趨勢。

采用Professional Water Quantity Trend （PWQ Trend）軟件分析檢驗淀山湖各監(jiān)測斷面的水質變化趨勢，以評價淀山湖水質變化趨勢，水質變化趨勢檢驗結果見表2。在分析檢驗的6項水質參數中，水質參數濃度呈上升趨勢的為溶解氧，比例占33.3%，無明顯升降趨勢的占66.7%，表明水體自凈能力增強。其余各項水質項目參數均呈下降趨勢和無明顯升降趨勢，且水質項目無上升趨勢，說明水質狀況趨于改善[2]。其中氨氮的下降比例占16.7%，無明顯升降趨勢比例占83.3%;化學需氧量無明顯升降趨勢;高錳酸鹽指數的下降比例占83.3%，無明顯升降趨勢比例占16.7%;總氮的下降比例占33.3%，無明顯升降趨勢比例占66.7%;總磷的下降比例占66.7%，無明顯升降趨勢比例占33.3%。淀山湖水質問題主要是水體富營養(yǎng)化[3]，總氮、總磷濃度下降趨勢說明淀山湖水體富營養(yǎng)化問題正逐步改善。

統(tǒng)計結果顯示，淀山湖各監(jiān)測水質項目中呈上升趨勢的占2.8%（溶解氧），顯著下降的占19.4%，高度顯著下降的占13.9%，水質參數濃度無明顯升降趨勢的占63.9%。以上結果表明，淀山湖水質參數濃度變化趨勢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[4]。

4 結論

本文采用季節(jié)性Kendall檢驗法分析了近5年淀山湖6個代表水質監(jiān)測斷面溶解氧、高錳酸鹽指數、化學需氧量、氨氮、總磷和總氮的濃度變化趨勢。在這6項水質參數中，溶解氧濃度呈上升趨勢，表明水體自凈能力增強;其余各項水質參數均呈下降趨勢和無明顯升降趨勢。結果表明，淀山湖水質參數濃度變化趨勢以下降和無明顯變化為主。經水體養(yǎng)護和綜合治理，淀山湖的水環(huán)境狀況逐漸好轉，水體富營養(yǎng)化有所改善。

參考文獻

[1]鄭曉紅，汪琴.淀山湖水質狀況及富營養(yǎng)化評價[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術，2009，21（2）：68-70.

[2]SL395-2007，地表水資源質量評價技術規(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策研究[J].水資源保護，2011，27（6）：36-40.

[4]吳學峰.車載GC-MS應急監(jiān)測水中揮發(fā)性有機物效果研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2014.

收稿日期：2019-02-21

作者簡介：石磊（1986-），男，漢族，博士，工程師，研究方向為水環(huán)境監(jiān)測與評價。