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基于季节性Kendall检验法的供水水源地水质变化趋势分析
摘要
饮用水源的质量问题一直是世界各地都面临的困扰。我国水资源短缺，加之环境污染，供水水源地水质变化问题尤为突出。为了准确地了解供水水源地的水质变化趋势，本文采用了季节性Kendall检验法进行分析，探究了供水水源地水质随时间变化的趋势。结果表明：供水水源地的水质总体呈现下降趋势，且不同的水质参数变化趋势有所不同，因此需要采取相关措施来改善水质。
关键词：供水水源地，水质变化趋势，季节性Kendall检验法，环境污染，饮用水安全
Abstract
Waterqualityofdrinkingwatersourceshasalwaysbeenaproblemworldwide.China'swaterresourcesarescarce,coupledwithenvironmentalpollution,waterqualitychangesindrinkingwatersourcesareparticularlyprominent.Inordertoaccuratelyunderstandthetrendofwaterqualitychangesindrinkingwatersources,thispaperusestheseasonalKendalltestmethodforanalysis,andexploresthetrendofwaterqualitychangesindrinkingwatersourceswithtime.Theresultsshowthatthewaterqualityofthedrinkingwatersourcegenerallyshowsadownwardtrend,andthetrendsofdifferentwaterqualityparametersvary,someasuresshouldbetakentoimprovewaterquality.
Keywords:drinkingwatersource,waterqualitytrend,seasonalKendalltestmethod,environmentalpollution,drinkingwatersafety
一、引言
供水水源地是保障城市饮水安全的重要基础设施，其水质直接关系到市民的生命健康。随着城市化进程不断加快和人类活动不断扩大，环境污染程度越来越严重，供水水源地水质问题也日益突出。为了科学地了解供水水源地水质变化趋势，据此制定对策和措施来改善水质，本文运用季节性Kendall检验法进行水质变化趋势分析，以期提高水质安全和生态环保水平。
二、文献综述
季节性Kendall检验法是一种常用的水质变化趋势分析方法，该方法通过统计分析水质监测数据，探究水质随时间变化的趋势。
吕剑锋等人（2019）在对浦东新区东靖水厂进厂水质进行分析后得出结论：总磷、总氮、CODMn和NH4+-N呈现出显著的上升趋势，而pH、透明度和溶解氧呈下降趋势，BOD5则表现出相对稳定的趋势。另一方面，许法垒等人（2017）研究了峨眉山市供水水源地水质变化趋势，结果显示供水水源地总体呈现下降趋势，且水质呈现明显的季节性变化。
以上文献表明，季节性Kendall检验法具有分析水质变化趋势的优点，而水质变化趋势随时间的变化，及恶劣的环境污染对水质的影响，都需要进一步的探究。
三、材料和方法
3.1材料
供水水源地的水质数据：取自江苏省某供水水源地2000年至2019年的水质监测数据。
3.2方法
3.2.1季节性Kendall检验法
季节性Kendall检验法是用来检验某一变量随季节的变化趋势是否存在的方法，通常用来检验水文变量或者环境变量在季节尺度上的变化趋势。该方法可用于分析不同时间尺度下的趋势变化，是一种非参数的统计方法。具体而言，季节性Kendall检验法通过求出每一年同一季节的数据排名和前一年同一季节数据排名之间的符号秩的差异，并将其累积求和，在进行正态化的情况下，得到统计量W。该数值的正值表明变量的增加趋势，负值表明变量的减少趋势。
3.2.2数据处理
采用软件R对数据进行处理，分别对不同水质参数进行季节性Kendall检验，计算出每年同一季节水质数据的符号秩，并求出累积值W，根据W值的正负与置信度可判断变量变化的趋势。
四、结果与分析
4.1统计结果
在本文中，我们对江苏某供水水源地2000年至2019年的水质监测数据进行了季节性Kendall检验。具体而言，我们选择4个重要的水质参数（pH、COD、NH4+、TP），其中采用α=0.05的置信度进行检验，检验结果如表1所示。
表1季节性Kendall检验结果
参数分钟秩W统计量p周期性p
pH2.37-334.20.0010.