劉文龍 張蕭漢 劉琳 高如楓

摘 要：通過水文地質(zhì)勘探、原位監(jiān)測(cè)和樣品測(cè)試數(shù)據(jù)等手段，運(yùn)動(dòng)SPSS統(tǒng)計(jì)軟件，對(duì)大伙房水庫(kù)渾河閘壩上游東北側(cè)謨家堡水源井附近淺層地下水氮元素含量進(jìn)行多元回歸分析。依據(jù)閘壩蓄水與放水情況，影響井內(nèi)水位并結(jié)合研究區(qū)地下水形成環(huán)境和水文地質(zhì)條件構(gòu)建了三氮含量的多元回歸模型方程。該模型顯示，在渾河沿岸水源井研究區(qū)內(nèi)，非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)為負(fù)，離河邊距離越遠(yuǎn)、三氮越低。說明隨著不同水源井與河邊距離不同，河岸距離與三氮值是負(fù)相關(guān)趨勢(shì);同理通過回歸模型分析，非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)為正，地下水位越低、三氮越低。說明地下水位與三氮含量的成正相關(guān)趨勢(shì)。結(jié)合地下水污染治理的新型評(píng)價(jià)方法，現(xiàn)象與結(jié)果也符合實(shí)際趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：地下水污染;SPSS;氮元素;相關(guān)性分析

沈陽(yáng)地區(qū)兩大主要水系分別是渾河和遼河。流經(jīng)城區(qū)分別有渾河、南運(yùn)河、新開河等，沈陽(yáng)市市區(qū)有水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的全國(guó)重要江河湖泊水功能區(qū)有 13 個(gè)之多。導(dǎo)致沈陽(yáng)市區(qū)水環(huán)境質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的原因，分析其造成的多方面原因，是因?yàn)樗h(huán)境承載逐漸接近臨界狀態(tài)，總結(jié)水環(huán)境質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的影響因素可以歸為自然條件因素和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素兩種。沈陽(yáng)市近些年經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，追逐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)環(huán)保意識(shí)以及配套的污染防治與治理跟不上，在有限的水環(huán)境承載能力前提下，主要河道均處在環(huán)境承載臨界狀態(tài)[1]。

SPSS （ Statistical Package for the Social Science） 是由美國(guó)SPSS公司自 20 世紀(jì) 80 年代初開發(fā)的大型統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件包[2]，可以方便地規(guī)范和融合搜集到的原始數(shù)據(jù)，實(shí)施的是從簡(jiǎn)單的描述性統(tǒng)計(jì)分析到復(fù)雜的時(shí)序分析等多種方法，通過數(shù)據(jù)建模的方法，返回分析得到有意義的結(jié)果，已逐漸成為當(dāng)今世界上最流行、最具有權(quán)威性和最受歡迎的統(tǒng)計(jì)軟件之一，廣泛應(yīng)用于我國(guó)的各個(gè)領(lǐng)域。[3]

1.研究區(qū)概況

確定研究區(qū)域?yàn)殚l壩上游東北側(cè)水源井附近。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件設(shè)計(jì)四組采樣點(diǎn)（井），用取樣器和測(cè)繩對(duì)地下水進(jìn)行取樣，監(jiān)測(cè)斷面的鉆孔底泥利用土壤采集器進(jìn)行取樣。研究區(qū)域位于位于渾河中下游，依靠著渾河一傍河區(qū)地下水水源地。研究區(qū)的地理經(jīng)緯坐標(biāo)：東經(jīng)123°15′00″～123°30′00″，北緯41°42′00″～41°47′30″。研究區(qū)西臨沈大高速公路，東至鐵路線，南到渾河北岸，北到細(xì)河南岸，面積約為36km2。該研究區(qū)分布著大約60口水源井，每月總供水量150萬(wàn)噸以上，是沈陽(yáng)市市政的主要供水水源之一。研究區(qū)交通便利，鐵路、省級(jí)公路、沈大高速公路均通過研究區(qū)。

該研究區(qū)含水層為潛水含水層，區(qū)域受氨氮污染水位埋深約為10m左右，平均厚度約為30m左右，巖性主要為中粗砂、粗砂夾礫石，滲透系數(shù)為60-80m/d。該潛流帶的含水層地下水通過渾河入滲和地下側(cè)向徑流補(bǔ)給，同渾河水力聯(lián)系密不可分，以徑流排泄和人工開采為主要排泄方式。[7]

經(jīng)過已有資料及數(shù)據(jù)資料，現(xiàn)地面高程約為35.50m。每口水源井孔深分別是1號(hào)井42.7m，2號(hào)井38.2m，3號(hào)井40.5m，4號(hào)井43.5m。研究區(qū)域內(nèi)，水源井間距平均為5m左右。在沈陽(yáng)市豐水期的期間，各水源井內(nèi)地下水位標(biāo)高分別是27.95m、23.82m、23.50m、22.03m。根據(jù)等水位線圖資料分析顯示，在豐水期期間，該渾河研究區(qū)域內(nèi)，河水水位高于地下水。距離河岸越遠(yuǎn)，水位越低呈遞減趨勢(shì)，河水補(bǔ)給地下水。

2.地下水污染評(píng)價(jià)

2.1樣品采集與檢測(cè)

基于地下水污染的調(diào)查，綜合分析了研究區(qū)水文地質(zhì)條件、土地利用類型、污染源類型等因素后，以面上控制和局部加密為原則，以每 100 km2 為一組取 10 組樣為技術(shù)要求（ 其中地下水樣應(yīng)占 90% 以上） ，進(jìn)行樣品采集工作的選取條件是，具有代表性和易于操作為前提。

2.2三氮濃度時(shí)空變化規(guī)律

通過以往數(shù)據(jù)分析和檢測(cè)，距離渾河較遠(yuǎn)的取樣井中地下水氨氮的濃度一般很低，低于氨氮的Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在渾河近岸地區(qū)的水源井中，氨氮的濃度在0.35～9.40mg/L之間，超過了氨氮的Ⅲ地下水類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其中，傍河觀測(cè)井的氨氮濃度最高，從研究區(qū)域整體數(shù)據(jù)測(cè)量觀察來(lái)看，渾河近岸的水源井中氨氮的濃度較高，在距離渾河較遠(yuǎn)的取樣井中氨氮濃度一般較低。[8]

3 SPSS22.0多元線性回歸分析

本研究利用 SPSS22.0軟件的多元回歸分析功能，通過對(duì)樣品測(cè)試結(jié)果的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析。多元回歸分析是研究單個(gè)因變量（ y） 和多個(gè)自變量（ x） 之間數(shù)量變化規(guī)律，并通過一定的數(shù)學(xué) 表達(dá)式來(lái)描述這種關(guān)系，進(jìn)而確定一個(gè)或幾個(gè)自變量的變化對(duì)因變量的影響程度。簡(jiǎn)約地講，可以理解為用一種確定的函數(shù)關(guān)系去近似代替比較復(fù)雜的相關(guān)關(guān)系。

第一步導(dǎo)入數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析設(shè)置。

第二步觀察得到的R方和顯著性。R方是指擬合優(yōu)度，代表著自變量對(duì)因變量能否解釋的最大程度。由表1，.962即說明自變量對(duì)因變量解釋程度96.2%，解釋程度較高，變量選取較為合理。R方評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是一般研究0.3以上可以接受，前沿研究可以放寬到0.1以上。顯著性是看系數(shù)，模型中所有變量系數(shù)的T檢驗(yàn)sig值都接近或小于0.01，說明這些變量對(duì)模型的貢獻(xiàn)是顯著的。

第三步觀察得到的DW值和VIF值。

DW值檢驗(yàn)的是自相關(guān)性，觀察德賓沃森值，1.5-2.5則可以接受，最理想狀態(tài)是2，越接近2說明變量的自相關(guān)性越不明顯，模型設(shè)計(jì)得越好。由圖1，德賓沃森值為2.313，較為接近2，說明變量自相關(guān)性較不明顯，模型設(shè)計(jì)較為合理。

VIF是檢驗(yàn)共線性，需要在5以下，由表2知VIF均小于5，說明變量沒有共線性，可以使用。

第四步看殘差分布。理想狀態(tài)下殘差分布是以正態(tài)形式分布的，是一種隨機(jī)的分布。不是正態(tài)分布時(shí)可以增加變量，可能還有其他重要影響因素存在。還可能是數(shù)據(jù)較少，導(dǎo)致殘差值沒有呈現(xiàn)正態(tài)分布。

經(jīng)過檢驗(yàn)分析，最終能夠得到多元回歸模型方程。首先觀察表中的非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)（B），數(shù)值是負(fù)數(shù)，說明該自變量與因變量是負(fù)向影響，即離河邊距離越遠(yuǎn)、三氮越低;數(shù)值為正，說明兩者是正向影響的，也就是說地下水位越低、三氮越低。

接下來(lái)根據(jù)B值寫出方程：y=619.665+0.019×地下水位-0.62×離河邊距離

3.結(jié)論

經(jīng)過檢驗(yàn)分析，得到多元回歸模型方程。SPSS表中的非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)（B），數(shù)值是負(fù)數(shù)，表示該自變量與因變量是負(fù)向影響，即離河邊距離越遠(yuǎn)、三氮越低;數(shù)值為正，兩者是正向影響的，即可說明隨著地下水位越低、三氮越低。

參考文獻(xiàn)：

[1]聶曉林.沈陽(yáng)市水資源可持續(xù)利用研究[D]. 武漢： 湖北工業(yè)大學(xué)，2012.

[2]崔健，王曉光，馬宏偉，李霄，劉強(qiáng)，代雅建，楊澤.沈陽(yáng)市淺層地下水污染驅(qū)動(dòng)因子辨析[J].地下水，2016，38（06）：22-24.

[3]侯國(guó)華. 傍河區(qū)地下水氨氮污染修復(fù)的PRB技術(shù)研究及工程有效性分析[D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2014.