□程曼曼(河南省信陽(yáng)水文水資源勘測(cè)局)
南灣水庫(kù)是建國(guó)初期為治理淮河、發(fā)展水利而興建的大型水利工程。以防洪、灌溉為主,兼顧發(fā)電、養(yǎng)殖、城市供水及旅游開(kāi)發(fā)等綜合利用。水庫(kù)控制流域面積1100km2,多年平均降雨量1240mm、多年平均來(lái)水量4.78億m3。水庫(kù)現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)為萬(wàn)年一遇洪水,相應(yīng)洪水位110.41m,庫(kù)容13.4億m3。水庫(kù)目前年城市供水8000萬(wàn)m3。水庫(kù)養(yǎng)殖水面4667hm2,年捕撈鮮魚(yú)75萬(wàn)kg。
南灣水庫(kù)是信陽(yáng)市中心城區(qū)及周邊80萬(wàn)居民唯一一個(gè)賴(lài)以生存的“大水缸”。水質(zhì)潔凈透明,為二級(jí)優(yōu)質(zhì)軟質(zhì)水,被譽(yù)為“豫南明珠”、“中原第一湖”,是“河南省十大美湖”之一。然而,近年來(lái),由于多方面的原因,這個(gè)信陽(yáng)“大水缸”的水質(zhì)不同程度地遭到破壞,水質(zhì)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。一是,周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)小企業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、居民生活污水和垃圾直接或間接排向庫(kù)區(qū)水體,“總磷”、“總氮”總量增加,控制水體富營(yíng)養(yǎng)化任務(wù)加重;二是,流域內(nèi)化肥、農(nóng)藥殘留量大,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來(lái)的污染壓力及涵養(yǎng)林地植被破壞造成的水土流失;三是,庫(kù)區(qū)周邊無(wú)序發(fā)展的農(nóng)家餐館和經(jīng)營(yíng)性島嶼上的生活廢水和垃圾直排入庫(kù);四是,庫(kù)汊養(yǎng)魚(yú)施用化肥及農(nóng)用外掛船只排放石油類(lèi)污染。
選用季節(jié)性肯達(dá)爾非參數(shù)趨勢(shì)檢驗(yàn)方法。其原理是將歷年各月的水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,如果后面的值高于前面的值記為“+”號(hào),否則記為“-”號(hào)。然后再計(jì)算肯達(dá)爾統(tǒng)計(jì)量S,它等于正差值總數(shù)減去負(fù)差值總數(shù)。若S為一個(gè)正數(shù),那么,后測(cè)量的數(shù)據(jù)傾向于比先測(cè)量的數(shù)據(jù)大;同樣,若S為一個(gè)負(fù)數(shù),那么,后測(cè)量的數(shù)據(jù)傾向于比先測(cè)量的數(shù)據(jù)小。然后,用1式計(jì)算S的方差(該式考慮了可能存在的“結(jié)”值):
g為“結(jié)的個(gè)數(shù)”,tp在第p個(gè)“結(jié)”的大小,n為系列年份個(gè)數(shù)。
再用2式計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Z:
正(負(fù))的Z值意味著呈上升(下降)趨勢(shì)。若“無(wú)趨勢(shì)”的零假設(shè)H0為真,統(tǒng)計(jì)量Z將呈標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布,因此,可用累計(jì)正態(tài)分布表判斷是否拒絕H0。當(dāng)在α顯著性水平下對(duì)上升或下降趨勢(shì)進(jìn)行雙側(cè)檢驗(yàn)時(shí),如果Z的絕對(duì)值大于Z1-α/2,就拒絕H0,Z1-α/2由累計(jì)正態(tài)分布表查得。如果對(duì)立假設(shè)為“上升趨勢(shì)”(即單側(cè)檢驗(yàn)),那么,只要Z大于Z1-α就拒絕H0而接受對(duì)立假設(shè)。
對(duì)南灣水庫(kù)庫(kù)內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)選擇了2004-2009年6年的水質(zhì)序列進(jìn)行趨勢(shì)分析。
根據(jù)所掌握的水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料,對(duì)6個(gè)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行水質(zhì)趨勢(shì)分析:DO、TN、TP、NH3-N、NO3-N、CODMn。
選用2004~2009年間的水質(zhì)數(shù)據(jù),取顯著性水平α為0.1和0.01,即當(dāng)α≤0.01時(shí),說(shuō)明檢驗(yàn)具有高度顯著性水平;當(dāng)0.0.1≤α≤0.1時(shí),說(shuō)明檢驗(yàn)是顯著的。6個(gè)項(xiàng)目的趨勢(shì)分析結(jié)果如表1所示。
水質(zhì)濃度趨勢(shì)分析結(jié)果表明:南灣水庫(kù)在2004-2009年間,總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)和硝酸鹽氮等4項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的變化趨勢(shì)均不明顯,只有氨氮和溶解氧項(xiàng)目分別出現(xiàn)顯著上升和顯著下降趨勢(shì),水質(zhì)狀況相對(duì)較為穩(wěn)定。