近年来洪泽湖水质变化趋势分析

张 君 舒卫先

（江苏省太湖地区水利工程管理处 苏州 215128 淮河流域水资源保护局 蚌埠 233000）

近年来洪泽湖水质变化趋势分析

张 君 舒卫先

（江苏省太湖地区水利工程管理处 苏州 215128 淮河流域水资源保护局 蚌埠 233000）

洪泽湖的水质问题，关系洪泽湖周边地区生态和经济的可持续发展，关系到南水北调东线的水质安全。本文依据多年监测数据，采用属非参数检验法的季节性Kendall检验法分析2007年以来洪泽湖水质变化趋势，旨在为洪泽湖污染控制提供参考。

水质序列 季节性Kendall检验法 显著上升 显著下降

1 概述

洪泽湖位于33°06'～33°40'N、118°10'～118°52'E，水域面积1597km2（按目前汛期控制水位12.5m计），平均水深1.5m，是淮河中游具有防洪、灌溉、水产、水运等综合利用功能的大型浅水湖泊，也是南水北调东线工程重要的调蓄水库。受淮河干流和周边入湖河流的影响，洪泽湖水质稳定性差，时空差异大。作为干支流交汇点，洪泽湖是其上游污染的“汇”，也是其下游和南水北调东线污染的“源”。

2 水质序列和参数的选择

选用几年的水质序列参与趋势分析更为科学取决于两个方面：一是分析目的，二是水质序列变化的周期性。水质序列选择过长或过短都会影响趋势结果的准确性。根据我国工农业生产发展周期来看，用季节性Kendall检验水质趋势时，水质序列长度选择5～8年较为适中。本研究在考虑了监测点分布的代表性和水质序列的系统性和一致性基础上，选择2007～2012年洪泽湖5个常规监测点共6年的水质监测数据，监测点的分布如图l所示。在确定趋势分析的参数时，重点选择了在判定污染和影响水质的变化上典型的项目，包括溶解氧（DO）、高锰酸盐指数（CODM n）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮（NH3-N）、总磷（TP）共5项。

3 季节性Kendall检验法原理

季节性Kendall检验是Mann-Kendall检验的一种推广，由Hirsch等于1982年提出，并由Smith和Van Belle等做了进一步的修正。该检验是一种仅考虑数据相对排列的非参数检验方法，其主要优点是不受水质资料的非正态性、季节性变化、流量相关、出现漏测值或小于检测限值等的影响。该检验方法的思路是收集多年的监测数据，分别计算各月份（或季节）的统计量S及方差Var（S），再把各月份（或季节）的统计量相加，计算总统计量。如果季节数和年份数足够大，可通过总统计量与标准正态分布表之间的比较来进行显著性趋势检验。

图1 监测点的分布

在该检验中，首先把历年相同月或季的水质数据进行比较，如果后面的值（按时间序列）高于前面的值，则计为“+”号；如果后面的值低于前面的值，计为“-”号；如果后面的值和前面的值相等，则计为“0”。如果数据不存在趋势，最理想的是“+”号和“-”号数量相等；如果“+”号的个数比“-”号的个数多，则可能为上升趋势；相反，如果“-”号的个数比“+”号的个数多，则可能为下降趋势。季节性Kendall取显著性水平α为0.1和0.01，即当α≤0.01时，说明检验具有高度显著性水平；0.01≤α≤0.1时，说明检验是显著的。

4 水质变化趋势分析

趋势分析过程采用中国水利水电科学研究院开发的PWQTrend2010软件进行计算，分析结果分为高度显著上升、显著上升、无明显升降趋势、显著下降和高度显著下降5种趋势。2007～2012年洪泽湖水质变化分析结果如表1所示。

表1 水质变化趋势分析成果

通过分析可以看出，洪泽湖除湖区东监测点高锰酸盐指数污染加重外，其他无明显趋势或显著改善，这充分说明淮河流域一系列水污染防治工程取得明显成效，入洪泽湖的污染总量下降，水质向好的方向发展。

DO是评价水体自净能力的指标，DO值高表明水体的自净能力较强。洪泽湖除湖区东监测点DO无明显升降趋势外，其他各监测点近年来均显著上升或高度显著上升，这进一步说明了洪泽湖水质向好的趋势。

各监测点CODM n和BOD5污染均没有明显减轻，说明洪泽湖有机物污染依然严重，其中湖区东监测点CODM n显著上升，可能与湖东各地化学工业和酿造工业的发展有关。

一直以来因为养殖业的发展导致溧河洼和成子湖成为洪泽湖富营养化最严重的区域，通过溧河洼和高湖两个监测点的水质变化趋势分析结果可以看出，DO、TP、NH3-N污染均显著改善，这说明随着两个湖湾区域网箱养殖的治理，富营养化风险显著降低。

研究表明农业非点源污染对TP的贡献量很大，老子山监测点TP显著下降，可能是淮河流域上中游面源污染治理成效的体现。

5 结论

应用季节性Kendall检验法，分析了2007～2012年洪泽湖5个代表性监测点的水质变化趋势。结果表明，洪泽湖水质整体趋好，特别是溧河洼和成子湖富营养化风险显著降低，但有机物污染依然严重。洪泽湖是淮河末端的过水湖泊，客水污染是主要的污染源，加大入湖河流水污染治理是洪泽湖水污染防治工作的根本途径，依然任重而道远■