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主成分分析法在中运河徐州段水质评价中的应用

文档作者：李倩张小明文档来源：江苏省水文水资源勘测局徐州分局		点击数：	更新时间： 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
主成分分析法在中运河徐州段水质评价中的应用
（江苏省水文水资源勘测局徐州分局，江苏徐州221006）
［摘要］ 水质评价是水环境质量评价的主要内容之一,它为水资源合理开发利用和水体污染
综合防治提供了科学依据。运用SPSS 软件中主成分分析法对中运河徐州段7 个典
型断面7 个主要水质监测指标进行分析计算，并对该流域水体进行综合评价，得出
中运河徐州段各段水质情况和中运河徐州段沿线支流主要污染源。评价结果与实
际情况基本吻合，可为该流域水污染防治提供参考。
［关键词］ 水质评价；主成分分析；中运河；徐州段
［中图分类号］ X522 ［文献标识码］ B ［文章编号］ 1672蛳9943(2016)04蛳0126蛳03
0 引言
水质评价是水环境质量评价的主要内容之
一, 它为水资源合理开发利用和水体污染综合防
治提供了科学依据。如何客观地描述水环境质量
状况，成为该研究领域的一个热点问题。目前，在
水环境评价中广泛应用的有简单指数法、综合污
染指数法、模糊数学法等［1］。这些方法都只从某一
方面反映水质情况， 容易导致反映水质污染状况
的原有信息的损失。而主成分分析法是一种将多
维因子纳入同一系统中进行定量化研究， 是一种
理论完善的多元统计分析方法［2］。
中运河是南水北调东线输水干线，是集行洪、
排涝、引水、航运等综合功能为一体的、河湖水系
连通的关键河道。中运河徐州段全长54 km，水源
主要是洪水、调水、渠道弃水。流域内农业发达，作
物种植以小麦、玉米和水稻为主，灌区内农田退水
污染已成为影响中运河水质的主要污染源［3］。
在分析中运河水环境因子分布特征的基础上，
采用主成分分析法，借助SPSS软件，对徐州市境内
的中运河进行水质综合评价， 找出其主要的影响
水质指标及其水质污染程度的排序， 以期为该流
域水污染防治及水资源综合利用提供决策依据。
1 材料与方法
1.1 样点布设
根据中运河流域水系分布、水域特点、形态和
进出水状况，共布设S1—S7采样点7 个。上游福运
码头采样点S1；中游邳州采样点S2；下游张楼采样
点S3；支流邳苍分洪道东泓林子东取采样点S4；支
流邳苍分洪道西泓林子西采样点S5； 支流城河邳
城闸上采样点S6；支流不牢河刘山闸上采样点S7。
具体采样点分布如图1所示。
图1 中运河及其支流监测样点分布
1.2 资料来源
评价数据选取2015 年徐州市地表水水功能
区常规监测资料，采样和分析时间为2015-01-12。
依据GB3838-2002《地表水环境质量标准》，监测
项目共24 项， 本文所用数据取各月算术平均值。
根据水质评价参数选择的针对性原则， 结合所受
纳的主要污水类型和水质污染的主要影响因素，
从水质监测结果中选取差异程度和影响程度较大
的pH 值（以下简称X1）、高锰酸盐指数（以下简称
X2）、氨氮（以下简称X3）、总氮（以下简称X4）、总
磷（以下简称X5）、氟化物（以下简称X6）和砷（以
下简称X7）7 个指标进行统计分析。7 个监测断面
数据组成的矩阵原始评价数据如表1 所示。
邳州市
S1
S7
S5
S4
S6
S2
S3
能源技术与管理
Energy Technology and Management
2016年第41卷第4期

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