滇池水质时间序列变化趋势识别及特征分析

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1、第34卷第3期环境科学学报Vol.34,No.32014年3月ActaScientiaeCircumstantiaeMar.,2014DOI:10.13671/j.hjkxxb.2014.0129梁中耀,刘永,盛虎,等.2014.滇池水质时间序列变化趋势识别及特征分析[J].环境科学学报,34(3):754-762LiangZY,LiuY,ShengH,etal.2014.IdentificationofwaterqualitytrendsinLakeDianchiusinganintegrate

2、dSTLandRSIapproach[J].ActaScientiaeCircumstantiae,34(3):754-762滇池水质时间序列变化趋势识别及特征分析11,*11122梁中耀,刘永,盛虎,杨永辉,郭怀成,赵磊,贺彬1.北京大学环境科学与工程学院,水沙科学教育部重点实验室,北京1008712.云南高原湖泊流域污染过程与管理重点实验室,昆明650034收稿日期:2013-06-12修回日期:2013-07-30录用日期:2013-08-21摘要:应用STL(Seasonal-TrendD

3、ecompositionusingLOESS)方法对1998—2010年滇池外海8个监测站点、10个水质指标的时间序列数据进行递归迭代,分解出低频率的趋势项、高频率的周期项及随机残差项.在此基础上计算稳态变化指数(RSI),对水质趋势的时、空变化特征进行识别和判定.结果表明,在分析的13年间,滇池外海8个监测站点各指标变化趋势总体一致;BOD5总体呈下降趋势,高锰酸盐指数(CODMn)总体趋势显著上升,说明有机物可生化性下降;富营养化状态加剧,总氮(TN)总体趋势上升,并逐渐成为藻类的限制性营养盐

4、,总磷(TP)浓度为劣V类,氨氮在氮元素形态中的主导地位正逐渐降低.研究结果表明,“十二五”期间滇池应重点控制氮磷、兼顾有机物污染.关键词:时间序列;水质;趋势分解;滇池;稳态变化指数文章编号:0253-2468(2014)03-754-09中图分类号:X171文献标识码:AIdentificationofwaterqualitytrendsinLakeDianchiusinganintegratedSTLandRSIapproach11,*11122LIANGZhongyao,LIUYong,S

5、HENGHu,YANGYonghui,GUOHuaicheng,ZHAOLei,HEBin1.CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,KeyLaboratoryofWaterandSedimentSciences(MOE),PekingUniversity,Beijing1008712.YunnanKeyLaboratoryofPollutionProcessandManagementofPlateauLake-Watershed,Kunming65

6、0034Received12June2013;receivedinrevisedform30July2013;accepted21August2013Abstract:AnintegratedSeasonal-TrendDecompositionusingLOESS(STL)andRegimeShiftIndex(RSI)approachwasemployedtoidentifythewaterqualitytrendsinLakeDianchi.Thedataof10waterqualityva

7、riablesduring1998—2010ateightmonitoringstationsinLakeDianchiwereanalyzed.ThetrendcomponentswerefilteredusingtheSTL,andthecharacteristicsofeachtrendcomponentwereanalyzedusingtheRSImethod.Themodelresultsshowedthat(a)thewaterqualityatallmonitoringstation

8、sdemonstratedsimilartrendsduring1998—2010;(b)BiochemicalOxygenDemand(BOD5)showedadecreasingtrendwhilePermanganateIndex(CODMn)concentrationsshowedasignificantlyincreasingtrend,suggestingthattheorganicmatterinLakeDianchibecamelessbio-degradabled

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