基于层次聚类和水质指数法的南水北调中线总干渠典型年份水质变化特征分析

为探明南水北调中线总干渠水质变化特征和时空分异规律,选择总干渠典型年份30 个断面 10 个水质指标的逐月监测数据,利用层次聚类和WQI水质指数法对水质变化进行分析。层次聚类将总干渠划分为3个渠段,陶岔至柳家佐连续24个断面为第一渠段,该渠段各项水质指标浓度相对较低,其中F.coli ( (44.41±56.11) 个·L⁻¹) 、COD_Mn ( (1.94±0.11) mg·L⁻¹) 、SO₄²⁻ ( (29.38±1.68) mg·L⁻¹) 和DO ( (9.74±1.42) mg·L⁻¹) 等指标明显低于其他渠段;霸州、王庆坨、西黑山、惠南庄和团城湖为第二渠段,F.coli ( (184.5±323.16) 个·L⁻¹) 、COD_Mn ( (2.08±0.29) mg·L⁻¹) 、SO₄²⁻ ( (27.21±1.81) mg·L⁻¹) 和DO ( (10.82±2.15) mg·L⁻¹) 等水质指标浓度有所升高;天津外环河为第三渠段,该渠段TN、NH₃-N和BOD₅浓度达到最大值,分别为(1.32±0.15)、(0.07±0.05) 和(1.52±0.51) mg·L⁻¹) 。
WQI计算结果表明,中线干渠WQI平均值在81~86之间,水质优良;夏季WQI平均值最低 (81) ,低于春季 (84) 、秋季 (83) 和冬季 (84) ,且WQI平均值沿程逐渐降低。该研究结果可为中线工程水质保护和管理提供理论依据。