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

□李仁杰 □王 宇 □張鳳華(新鄉(xiāng)水文水資源勘測局)

1.概況

衛(wèi)河發(fā)源于山西省陵川縣奪火鎮(zhèn)，流經(jīng)博愛縣、焦作市、修武縣、獲嘉縣、新鄉(xiāng)市、衛(wèi)輝市、淇縣、滑縣、浚縣、湯陰縣、內(nèi)黃縣、南樂縣至大北張出省，全長276km，流域面積14749km2。左岸支流有新河、峪河、石門河、百泉河、滄河、思德河、淇河、湯河、安陽河、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(時間上)高于前面的值記為+號,否則記作-號。如果加號的個數(shù)比減號的多,則可能為上升趨勢；類似地,如果減號的個數(shù)比加號的多,則可能為下降趨勢；如果加號的個數(shù)與減號的相等,則可能為無趨勢。

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)變化趨勢分析項目為：化學(xué)需氧量、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)3 項。

4.水質(zhì)資料和水質(zhì)站的選取

由于近年來本區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展、污染物排放、水資源開發(fā)利用狀況及水文情勢等要素發(fā)生了較大改變，重大涉水政策出臺和行動的實施也對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，時間序列過長或過短都會影響趨勢結(jié)果的準(zhǔn)確，過短往往不能確定是否存在趨勢或失真；過長則會產(chǎn)生一種趨勢掩蓋或抵消另外一種趨勢。經(jīng)分析后，本文采用了區(qū)域內(nèi)衛(wèi)河干流4 個主要水功能區(qū)的6-7年（2005-2011年）水質(zhì)站資料進(jìn)行趨勢分析。（詳見表1）

表1 水功能區(qū)水質(zhì)變化趨勢分析站點一覽表

5.分析方法

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

流量調(diào)節(jié)濃度變化趨勢分析從式（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)變化趨勢分析結(jié)果可分為3 類5 級。3 類為上升、下降和無趨勢；5 級為高度顯著上升、顯著上升、無趨勢、顯著下降和高度顯著下降。

水質(zhì)站水質(zhì)變化趨勢的顯著性應(yīng)根據(jù)顯著性水平α 確定：α≤0.01，水質(zhì)變化趨勢高度顯著；0.01＜α≤0.1，水質(zhì)變化趨勢顯著；α＞0.1，水質(zhì)無變化趨勢。

6.趨勢分析結(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)需氧量無明顯升降趨勢。

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)河浚縣農(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)項目流量調(diào)節(jié)濃度變化趨勢為：高錳酸鹽指數(shù)水質(zhì)濃度無明顯升降趨勢，氨氮水質(zhì)濃度無明顯升降趨勢，化學(xué)需氧量無明顯升降趨勢，見表2。

表2 水功能區(qū)水質(zhì)變化趨勢分析成果表