大凌河上游水质变化趋势分析

大凌河上游水质变化趋势分析

0阴山丘陵地区王朝位于辽宁省西部，面积185012120，北纬40354220。它位于三个省（区）的交界处，即蒙古和辽宁省。东与阜新、锦州相连,南与葫芦岛接壤,西与河北省平泉、宽诚、青龙三县毗邻,北与内蒙古自治区的赤峰、通辽两市相接。下辖朝阳、建平、喀左三县,北票、凌源二市,双塔、龙城二区。地貌特征为低山丘陵,境内有大凌河、小凌河、老哈河、青龙河四大流域。朝阳境内大凌河河段属于大凌河上中游段,其中包括了阎王鼻子和白石两大水库,其水质好坏对该河段流经区域的生产生活至关重要,且对下游来水的水质质量也产生直接影响,所以本文选取大凌河上游及其主要支流上的7个断面,运用季节性Kendall检验法对其进行水质质量变化趋势分析,为大凌河段水质分析及朝阳地区工农业管理提供依据,具有重要的理论和现实意义。1kendall检验法河流径流量存在着年内的季节性周期变化,而水质指标的检测值一般以浓度表示,受水体水量多少的直接影响,所以不同季节的水质资料直接进行比较将缺乏可比性,如丰水期与枯水期的比较。季节性Kendall检验法是由Hirsch于1982年首先提出的一种水质评价方法。季节性Kendall检验法的原理是将历年相同月的水质资料进行比较。如果后面年份的值高与前面的值则记为“+1”,小于前面的值记为“-1”,值相等记为“0”。如果“+1”的个数比“-1”的个数多,则可能为上升趋势,反之,如果“-1”的个数比“+1”的个数多,则可能为下降趋势,如果“+1”“-1”的个数相等则不存在上升或下降趋势。由于数据的比较只考虑前后数据的相对大小,所以漏检值不会对结果产生影响,奇异值对结果的影响也比直接进行数值分析的方法小。2意义1:k1e零假设H0:随机变量水质指标检测数据与时间相互独立。设n年p月的水质指标检测数据排列矩阵为:X=[a11a12La1pa21a22La2pLLLLan1an2Lanp](1)X=⎡⎣⎢⎢⎢⎢a11a21Lan1a12a22Lan2LLLLa1pa2pLanp⎤⎦⎥⎥⎥⎥(1)式中:a11,a21,…,anp为各水质指标检测值。(1)对于p月中第i(i≤p)月的情况令第i月历年水质指标检测数值相比较的正负数之和Si为:Si=n-1∑k=1n∑j=k+1G(aij-aik)(1≤k＜j≤n)(2)式中:G(aij-aik)=[1(aij-aik)＞00(aij-aik)=0-1(aij-aik)＜0(3)式中:ni为第月中水质检测值系列中非漏测值的个数。在零假设下,随机序列Si(i=1,2,….p)近似地服从正态分布,均值:E(Si)=0方差:σ2i=Var(Si)=ni(ni-1)(2ni+5)18-∑it(t-1)(2t+5)18(4)其中:t为ni个非漏测值中数值相等的数的个数。对于p个月份总体情况S=Ρ∑i=1Si(5)在零假设下,p月S的均值和方差分别为均值:E(S)=Ρ∑i=1E(Si)=0(6)方差:σ2=Var(S)=Ρ∑i=1ni(ni-1)(2ni+5)18-∑it(t-1)(2t+5)18(7)其中t为ni个非漏测值中数值相等的数的个数。S服从正态分布标准方差为:Ζ={S-1[Var(S)1/2]S＞00S=0S+1[Var(S)1/2]S＜0(8)(2)趋势检验如果|Z|≤Za/2,接受假设检验,且有F(Za/2)=a/2,F为标准正态分布函数,a=2√2π∞∫|z|e-1/2t2da为趋势检验的显著水平(10)Kendall检验法中显著性水平a分别取0.1和0.01,当S为正,a≤0.01时,说明具有高度显著上升趋势,0.01≤a≤0.1,说明具有显著上升趋势,当S为负,a≤0.01时,说明具有高度显著下降趋势,0.01≤a≤0.1,说明具有显著下降趋势,当S为零时则无趋势。3水系内各指标含量的变化本文分别选取了大凌河朝阳段7个断面,DO、NH4、NO3-N、CODm、4个指标进行计算分析(计算结果见表1),所选用资料序列长为2002年至2007年6年。从分析结果可知,朝阳站除NO3-N外其他指标均呈下降趋势,建平站CODm呈高度显著上升趋势。DO明显上升的站点有1个,NH4显著下降的站点2个,NO3-N显著上升的站点2个,CODm高度显著上升的站点1个,高度显著下降1个,显著下降的站点2个。从总体上分析DO变化不明显,NH4、CODm呈下降趋势,NO3-N呈上升趋势。在此次分析结果中值得注意的是,NO3-N6个站点中有4个呈上升趋势,且其中有两个站点呈明显上升趋势,另外两个下降的站点趋势相对不明显,这可能与现在水体普遍存在富营养化的趋势相关。5结果分析和总结利用Kendell法的分析原理对朝阳水质进行了评价,选择四个