05-任玉芬-北京城市生态系统的研究站地表水、地下水水质演变.pdfVIP

北京城市生态系统研究站地 表水、地下水水质演变 任玉芬 中国科学院生态环境研究中心 2010年12月6 日 研究站监测任务 围绕北京城市生态系统结构、过程、格局和功能开展综合 监测和研究，揭示城市生态系统演变规律及其与人类活动的 相互作用关系。 – 城市生态要素：气象、大气化学与空气质量、热岛效应、水体质量、土壤、 生物、人口、经济。 – 城市生态过程：水文和水利用、生物生产和经济生产、能量流动和利用、典 型物质流动、典型元素（碳、氮、硫、磷）循环。 – 城市生态格局：土地利用、城市发展、城市格局、绿地。 – 流动监测：北京城市气象、空气、水等要素。 – 城市生态系统功能：水文、水资源、生物生产力、城市承载力、生活质量、 生物多样性、服务功能。 – 北京城市生态系统数据库建设。 地表水监测：沿穿过北京城市的主要河流，从城市西北郊区—城区—东 部观测城市人类活动对河流水环境的影响。 地下水监测：在生态环境研究中心，有深度为6m和19m的地下水观测 井，每月两次水质监测。 暴雨径流监测：生态环境研究中心、北京教学植物园、北京化工大 学，二环三环四环路面。 采用全自动水体采样器和自动采样系统，观测房屋、道路、环路等不同 城市下垫面的暴雨径流污染，结合径流量观测，计算径流污染负荷。 雨前 雨后 雨前 雨后 地下水水质演变趋势 城市地下水水质是北京城市生态系统研究站的长期观 测指标之一，对城市站不同深度（分别为6m和19m）的 两个地下水观测井的水质和水位进行了为期6年的观测， 观测频率为每月两次，观测指标包括pH、电导率、硅酸 盐、全盐量、K+、Na+、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-、 NO3-、F-、NH4+、TN、TP、可溶性总碳、TOC、TIC 等。运用季节性Kendall检验法对北京城市生态系统研究 站的地下水水质变化趋势进行分析。 地下水水质演变趋势 • 季节性Kendall法原理：季节性检验是一种仅考虑数据相对排列的非参数 检验方法, 其主要优点是随机变量的基本概率分布并不处于重要地位。该 检验可用于系列存在漏测值、未检测值以及变量分布与正态分布无关的 时间序列，季节上可为12个月。该检验方法的思路是用多年收集的数据, 分别计算各季节或月份的检验统计量及方差，再把各季节或月份的统计 量相加，计算总统计量。如果季节数和年数足够大，那么可以通过总统 计与标准正态表之间的比较来进行统计显著性趋势检验。 • α为趋势检验的显著水平，α值为：  1 2 2 t 2  e dt 2 z • 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 水平，当0.01 α≤0.1时，说明检验是显著的。当α计算结果满足上述 二条件情况下，当 为正时，说明具有显著(或者高度显著性)上升趋势，  当 为负时，则说明具有显著(或者高度显著性)下降趋势，当为零时，则  无趋势。 地下水水质演变趋势 全盐 电导 硅酸 可溶 K Na Ca Mg SO4 Cl NO3 NH4 TN PH TP F DOC DIC