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主成分分析法在中運河徐州段水質(zhì)評價中的應用

文檔作者：李倩張小明文檔來源：江蘇省水文水資源勘測局徐州分局		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年11月21日
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2016年8月
Aug., 2016
doi:10.3969/j.issn.1672-9943.2016.04.048
主成分分析法在中運河徐州段水質(zhì)評價中的應用
（江蘇省水文水資源勘測局徐州分局，江蘇徐州221006）
［摘要］ 水質(zhì)評價是水環(huán)境質(zhì)量評價的主要內(nèi)容之一,它為水資源合理開發(fā)利用和水體污染
綜合防治提供了科學依據(jù)。運用SPSS 軟件中主成分分析法對中運河徐州段7 個典
型斷面7 個主要水質(zhì)監(jiān)測指標進行分析計算，并對該流域水體進行綜合評價，得出
中運河徐州段各段水質(zhì)情況和中運河徐州段沿線支流主要污染源。評價結果與實
際情況基本吻合，可為該流域水污染防治提供參考。
［關鍵詞］ 水質(zhì)評價；主成分分析；中運河；徐州段
［中圖分類號］ X522 ［文獻標識碼］ B ［文章編號］ 1672螄9943(2016)04螄0126螄03
0 引言
水質(zhì)評價是水環(huán)境質(zhì)量評價的主要內(nèi)容之
一, 它為水資源合理開發(fā)利用和水體污染綜合防
治提供了科學依據(jù)。如何客觀地描述水環(huán)境質(zhì)量
狀況，成為該研究領域的一個熱點問題。目前，在
水環(huán)境評價中廣泛應用的有簡單指數(shù)法、綜合污
染指數(shù)法、模糊數(shù)學法等［1］。這些方法都只從某一
方面反映水質(zhì)情況， 容易導致反映水質(zhì)污染狀況
的原有信息的損失。而主成分分析法是一種將多
維因子納入同一系統(tǒng)中進行定量化研究， 是一種
理論完善的多元統(tǒng)計分析方法［2］。
中運河是南水北調(diào)東線輸水干線，是集行洪、
排澇、引水、航運等綜合功能為一體的、河湖水系
連通的關鍵河道。中運河徐州段全長54 km，水源
主要是洪水、調(diào)水、渠道棄水。流域內(nèi)農(nóng)業(yè)發(fā)達，作
物種植以小麥、玉米和水稻為主，灌區(qū)內(nèi)農(nóng)田退水
污染已成為影響中運河水質(zhì)的主要污染源［3］。
在分析中運河水環(huán)境因子分布特征的基礎上，
采用主成分分析法，借助SPSS軟件，對徐州市境內(nèi)
的中運河進行水質(zhì)綜合評價， 找出其主要的影響
水質(zhì)指標及其水質(zhì)污染程度的排序， 以期為該流
域水污染防治及水資源綜合利用提供決策依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 樣點布設
根據(jù)中運河流域水系分布、水域特點、形態(tài)和
進出水狀況，共布設S1—S7采樣點7 個。上游福運
碼頭采樣點S1；中游邳州采樣點S2；下游張樓采樣
點S3；支流邳蒼分洪道東泓林子東取采樣點S4；支
流邳蒼分洪道西泓林子西采樣點S5； 支流城河邳
城閘上采樣點S6；支流不牢河劉山閘上采樣點S7。
具體采樣點分布如圖1所示。
圖1 中運河及其支流監(jiān)測樣點分布
1.2 資料來源
評價數(shù)據(jù)選取2015 年徐州市地表水水功能
區(qū)常規(guī)監(jiān)測資料，采樣和分析時間為2015-01-12。
依據(jù)GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》，監(jiān)測
項目共24 項， 本文所用數(shù)據(jù)取各月算術平均值。
根據(jù)水質(zhì)評價參數(shù)選擇的針對性原則， 結合所受
納的主要污水類型和水質(zhì)污染的主要影響因素，
從水質(zhì)監(jiān)測結果中選取差異程度和影響程度較大
的pH 值（以下簡稱X1）、高錳酸鹽指數(shù)（以下簡稱
X2）、氨氮（以下簡稱X3）、總氮（以下簡稱X4）、總
磷（以下簡稱X5）、氟化物（以下簡稱X6）和砷（以
下簡稱X7）7 個指標進行統(tǒng)計分析。7 個監(jiān)測斷面
數(shù)據(jù)組成的矩陣原始評價數(shù)據(jù)如表1 所示。
邳州市
S1
S7
S5
S4
S6
S2
S3
能源技術與管理
Energy Technology and Management
2016年第41卷第4期

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