基于多元统计分析的石头口门水库汇水流域水质综合评价

根据石头口门水库汇水流域的4个监测断面2001～2007年的水质监测数据,应用多元统计分析方法(聚类分析与因子分析)确定主要污染因子并计算权重,从而对流域的水质进行综合评价。结果表明,通过因子分析,提取了3个公因子,第一主因子主要包括溶解氧、氨氮、总氮、高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量;第二主因子的主要代表指标是总磷;氟化物、总大肠菌群数对第三主因子贡献明显。由综合评价结果得出,石头口门水库总体属Ⅲ类水质,主要污染因子为总磷;饮马河(烟筒山断面)和岔路河(星星哨水库断面)水质属Ⅲ类,主要受第一主因子影响;双阳河(新安断面)水质属Ⅴ类。流域水质主要受到了农业非点源污染和生活污染的影响。     

模糊-主成分分析综合评价法在地下水水质评价中的应用

主成分分析法可以在保留数据原始信息的基础上有效地降低数据维度，从而将影响地下水质的多因子简化为几个综合因子，但对地下水的综合水质状况无法直接表达；模糊综合评价法能直接给出水体综合水质情况结论，但评价因子多为人为选取，存在较强的主观性。以辽宁思山岭矿区地下水水质现状评价为例，利用主成分分析法选取影响各断面水质的关键因子，将其作为模糊综合评价的评价因子，建立了模糊?主成分分析综合评价法的地下水水质耦合评价模型。研究结果表明，该模型能很好地体现分析因子对评价结果带来的影响，使得评价结果更科学、合理。     

基于多种方法的长江上游小流域水质综合评价

选取大河和巴关河流域2018—2022年水质监测数据,运用单因子评价法、Spearman秩相关系数法、综合污染指数法和主成分分析法,对流域水质状况、变化趋势及主要污染物特征进行综合评价分析。结果表明:2018—2022年,大河流域水质未达到地表水Ⅲ类标准;流域整体综合污染指数超过了1,为重污染,下游污染程度较重;营养指标和有机污染物指标存在显著正相关。巴关河流域水质达到了地表水Ⅲ类标准;流域整体综合污染指数未超过1,为中污染,上游污染程度较重;营养指标、有机污染物指标和重金属指标等均呈现出不同程度的相关性。巴关河流域水质总体优于大河流域。TP、NH₃-N、COD_Mn、COD_Cr和BOD₅是影响大河流域和巴关河流域水质的主要因子,均属于有机型及富营养化污染指标,主要来自生活源和农业源。建议选择适宜的评价方法开展系统性小流域污染溯源,分河段有针对性地开展小流域水环境治理。     

北京市妫水河水质现状评价

2017年分3个时期(丰水期、平水期、枯水期)采集妫水河及其支流12个断面表层水样,分析了COD、氨氮、TP、DO、pH值等水质指标,采用单因子评价法、水污染指数法、主成分分析法和模糊综合评价法对水质进行评价,根据4种水质评价方法的评价结果,分析4种方法在小流域河流评价中的适用性。结果表明:目前妫水河12个断面中S2、S10和Z2 3个断面水质较差,基本属于地表Ⅴ类水,污染程度为重度污染;其他9个断面水质等级为地表Ⅳ类水,污染程度为中度污染;中段世园会段水质较好,优于上段和下段,主要污染指标为COD;妫水河主要污染源于农业和生活,枯水期水质优于平水期和丰水期。水污染指数法更适合小流域水体水质的定性定量评价,且计算方便简单。     

洋河水库水质主成分分析

自20世纪80年代以来,洋河水库每年夏季都爆发“水华”现象,水质不断恶化。为研究水库水体水质年变化情况,于2005年对水库5个采样点的叶绿素a(Chl-a)、总磷(TP)等12项水化学指标进行为期1年的监测。采用基于因子分析的主成分分析方法,将洋河水库水质参数概括为5个主要成分,并分析各个主成分的含义以及其月均值随时间的变化规律。最后结合空间数据,分析了5个主成分年均值的空间分布特征和意义。结果表明,南库区的水质要明显好于北库区。     

改进主成分分析与多元回归融合的汉丰湖水质评估及预测

基于2015—2017年汉丰湖水质监测数据,采用改进主成分分析和多元回归相融合的评价方法对水环境质量状况进行评价。先对水质主要影响因素采用改进主成分分析作降维处理并计算主成分得分值,再对选定的主成分作多元线性回归处理得到水质预测回归模型,并用于研究区水质的评估预测。结果表明:选出的4个主成分因子其累积方差贡献率达到87.3%,实现了数据结构的简化;同时,改进主成分回归预测值总体上更趋近于实测值,其预测结果的相对误差最大值4%,而常规方法预测结果的相对误差最大值接近10%,体现出该方法所建模型具有较高的预测精度。     

基于多元统计的宁夏典农河水质演替特征探究

宁夏典农河是黄河宁夏段的主要入黄排水沟之一，其水质状况对黄河宁夏-内蒙古段跨省流域水质安全至关重要。选取典农河2011—2020年10个监测点位的16项水质参数，采用综合污染指数(WPI)法，结合相关性分析、主成分分析、聚类分析等分析方法，综合分析该流域水污染特征，并对污染程度进行评估，对污染因子和污染原因进行解析，最终提出管控建议。研究结果表明：2011—2020年，影响典农河水质的主要污染因子为COD_Cr、NH₃-N、TP、TN,对应的年均浓度范围分别为22.3～71.5、0.64～9.09、0.173～0.662、2.89～21.52 mg/L,超标率分别为46%、8%、13%、85%。典农河2011—2020年WPI范围为0.59～1.74,重金属含量一直维持在较低水平。流域TN与TP年均浓度比值范围为20～84,整体呈下降趋势，且各监测点的差异性逐渐减小；BOD₅与COD_Cr浓度比值范围为0.02～0.19,反映出典农河流域水体可生化性较差。各监测断面污染物之间存在较强相关性，其中：流域C...     

喻家湖水质时空分布特征和影响因子分析

通过设计合理的水质监测网,采用多元统计分析,并结合地理信息技术对武汉市喻家湖在2011年-2012年期间12个监测点、13个水质参数监测值进行水质时空分布特征研究.结果表明,喻家湖13个水质指标概括为4个主成分:第一主成分代表喻家湖的重金属污染,第二主成分代表其富营养化水平,第三主成分代表有机污染程度,第四主成分间接指示富营养化程度;在时间和空间变化上都可分为二组,显著性指标的时空差异较明显,水质污染程度从南至北逐渐减弱,湖溪河是喻家湖的最主要污染源.并对水质参数,监测点位和频次进行了优化.     

长江源区河流及典型湖泊丰水期水质与鱼类群落分析

为加强长江源区水生态研究,于2017年丰水期调查了长江源区5个湖泊、5条河流的水质和鱼类资源状况,并研究了其空间格局.水质综合指数(WQI)计算结果显示,长江源区WQI范围为41～87,评价等级介于差到良好之间,大部分采样点的水质评价等级为一般,其中,班德湖的水质评价等级为良好.主成分分析结果显示,长江源区河流、淡水湖...     

化工园区污水特征分析及生物毒性研究

对天津市某化工园区9个主要污染企业及总排放口的废水进行监测分析,测定了12项水质常规指标和8项重金属指标,采用主成分分析法和生物毒性测试对化工区废水的水质进行了综合评价。结果表明,水质指标中大部分常规项目(如COD、氨氮和重金属含量)在多数企业污水中都符合排放标准,总氮、总磷污染较重,其中磷的污染最严重,最高超标23.83倍;影响污水性质的第一主成分为氯化物、电导率、全盐量和Cr,第二主成分为溶解氧、悬浮物、氨氮、总氮、总磷和As;废水具有一定的生物毒性,且不同化工企业之间毒性差异较大。水质化学测定的结果和生物毒性程度有一定相关性,但也存在差异,应该结合两者综合评价水质污染特征。     

徐州市云龙湖水质的模糊数学综合评价

运用模糊数学方法，选用DO、COMn、TP、TN作为评价因子，参照地面水环境质量标准，通过计算污染因子权重分配系数和隶属度对徐州市云龙湖水质给出客观的评价，综合评判结果表明云龙湖水质为Ⅲ类，湖水处于轻度富营养状态．用模糊概念进行推理，经过运算得出综合评价结果，与一般评价方法相比更接近客观．     

湘江流域永州段水质和水文气象因素变化规律及其相关分析

为推进湘江流域永州段水资源保护,加强水质预测,利用2014—2018年冷水滩断面水文气象和水质监测数据,基于相关分析、主成分分析等多元统计方法,研究分析了湘江冷水滩断面水质、水文气象因素变化规律以及两者的相关关系、量化关系。结果表明:该地区水文气象因素对水质影响最大,水质与水文气象因素之间的相关关系显著,水文气象因素是影响湘江流域水质的重要因素;溶解氧与水温、降水量呈线性回归关系,高锰酸盐指数与水位呈线性回归关系,高锰酸盐指数拟合回归方程的精度略低于溶解氧拟合回归方程。     

不同水质评价方法在丹江口流域水质评价中应用比较

采用合理的水质评价方法,准确地描述河流水质状况,才能为水质管理提供治理方案。以丹江口水源地为例,选用单因子指数评价方法、综合污染指数评价方法、模糊综合评判法、主成分分析法、水污染指数法对丹江口水源地7个河流断面进行水质评价并对比评价效果。结果表明,水污染指数法操作简便、评价结果直观明了,具有广泛的应用范围。     

改进模糊综合评价和主颜色提取模型对河道黑臭独立评价

为实现水体黑度和臭度的独立评价，以四川省11个市17条黑臭或曾黑臭的河道为研究对象，利用相关性分析法、主成分分析法，提取出影响河道水体黑度和臭度的特征因子，采用改进模糊综合评价法和基于K-均值聚类的主颜色提取法搭建出黑臭程度独立评价模型。结果表明：影响河道水体发黑的特征因子是总铁、COD和DO；影响河道水体发臭的特征因子是COD、NH₃-N、TP和DO；改进模糊综合评价和主颜色提取模型对河道黑度和臭度的独立评价与实测值误差基本在一个等级以内的准确率为85.7%。河道的黑臭程度独立评价模型的确定能够实现对城市河道水质更为客观与快速的评价，为黑臭水体针对性治理与水质提升提供理论依据。     

BP人工神经网络模型在西鞍山铁矿地下水水质评价中的应用

以西鞍山铁矿为例,采用BP人工神经网络模型对区内12个监测点的水质进行评价。以枯水期水质监测的主成分总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、铁和锰、硝酸盐、氟化物指标作为评价因子,建立地下水评价指标体系,并将评价结果与模糊综合评价法及综合质量评价法的评价结果比较。结果表明,8、9、10、11号监测点属于Ⅰ类水,1、2、3、4、6、7、12号监测点属于Ⅱ类水,5号监测点属于Ⅲ类水,西鞍山铁矿的开采未对地下水造成影响;该方法与模糊综合评价法及综合质量评价法的评价结果基本一致,可以客观、合理性地评价水质。     

汉丹江(陕西段)水质变化特征分析

基于2008—2012年陕西省境内汉江、丹江干流14个断面的水质监测数据,采用单因子评价法、平均综合污染指数法和秩相关系数法等对该段水体的水质变化特征进行研究。结果表明,汉丹江(陕西段)断面水质以Ⅱ类、Ⅲ类为主,水质总体为优;水质综合污染状况呈下降趋势,其中汉江下降趋势显著;水质综合污染状况空间差异和区域分布特征明显,城区段污染大于郊区,各行政区段河流下游污染大于上游。流域水质主要受有机污染和营养盐因子影响,水体污染源主要来自城镇生活源和农业面源,工业源占比不大且排放行业较为集中。     

滨海新区地表水水质评价与污染源分析

滨海新区在大力发展工业的同时，面临水资源紧缺与水环境恶化等问题，基于2020年至2021年滨海新区内15个监测站位的丰水期、枯水期实测数据，通过改进型加拿大水质指数模型对滨海新区地表水进行水质评价，在水质评价的基础上，利用相关性分析与绝对主成分-多元线性回归模型分析影响地表水水质状况的污染源。15个水质监测站位水质评价结果表明：丰水期水质指数为32.27～82.80,良好水质站位1个，中等水质站位6个，较差水质站位7个，差等水质站位1个；枯水期水质指数为47.28～81.36,良好水质站位1个，中等水质站位12个，较差水质站位2个。污染源分析结果表明：丰水期中，污染源为生活污水、农业面源污染、养殖尾水点源污染；枯水期中，主要污染源为工业废水、生活污水、养殖尾水面源污染。     

杭州市钱塘江干支流水质多元统计分析

运用多元统计方法分析了杭州市钱塘江干支流上26个断面的水质监测指标。利用系统聚类分析方法将断面所在河流分为3组,与钱塘江流域污染空间分布现状基本一致。对各组水质的主成分分析表明,第1组河流水质以有机污染为主,水体中氮、磷营养盐浓度较高,水体污染程度较轻,污染来源相对单一;第2组河流水体受有机物、重金属、石油类等多个污染指标的影响,水体水质较第1组差,污染来源相对复杂;第3组河流水体既有一般有机污染,也有重金属、有毒有害物质的污染,水体水质污染严重。     

改进的模糊综合评价法在某煤矿区水质评价中的应用

基于熵权法和相对标准偏差法组合评价因子权重，综合最大隶属度原则与加权平均原则，建立改进的模糊综合评价法，应用该方法评价某煤矿区浅层地下水水质，并与其他评价方法作比较。结果表明：在研究区33个浅层地下水监测点中，属于Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类水的监测点分别有4个、16个、13个，Ⅱ类水最多，占比48.5%，无Ⅳ类、Ⅴ类水，水质状况总体较好；对比发现，工业园水质相对较差，煤矿区及工业广场次之，农田和居民区水质相对较好；改进后的模糊综合评价法综合考虑了评价因子间的内在联系，既减小了主观因素对评价过程的影响，也规避了单一评判原则对水质等级判定带来的局限性，评价结果更符合实际情况。     

基于GIS技术和线性结构模型的漓江流域水污染状况分析

通过在漓江流域布设4个采样点,采集2014年全年水质数据,并作主成分分析,选取生活污水因子、农业径流因子、工业污水因子为污染因子输入线性结构模型中进行关系分析。结果显示,生活污水因子、农业径流因子、工业污水因子与水质污染因数的关系分别为0.49、0.37、0.13,说明漓江流域水污染主要由生活污水引起,其次是农业污水。把漓江流域7个县区的人口密度、农业比例、工业比例分布归一化,代入水质因数,获得水质评价指数。采用GIS对漓江流域人口密度和企业密度的空间分布和聚类关系进行分析,发现漓江流域人口分布、企业分布与水质呈负相关关系。