Water Quality Analysis of Fuping Section of the Shichuan River Based on Different Evaluation Methods

In order to study the water quality of the Shichuan River basin in Fuping,Shaanxi Province,based on improved Nemerow index method,comprehensive pollution index method and principal component analysis method,eight water quality indexes such as pH,dissolved oxygen(DO),total dissolved solids(TDS),COD,total hardness,total phosphorus,total nitrogen and Zn in three monitoring sections of Fuping section of the Shichuan River in Shaanxi Province were detected and analyzed.The results show that the water quality of the surface water in the Shichuan River basin is gradeⅢorⅣwater,that is,the water is slightly polluted and moderately polluted.It is necessary to monitor the water quality after regulation and clarify the main factors causing the water pollution.

基于主成分分析法的水库水质评价

水库作为重要的农业灌溉水源,同时也在城市供水及地下水补给等方面承担着重要作用,水库的水体质量状况影响着农业生产及人民的生活,因此,评价水库水质状况尤为重要。为了解黄壁庄水库水质状况,选取黄壁庄水库中7个水质指标,利用主成分分析法对黄壁庄水库水质进行评价分析。根据综合得分可知,仅8月份水库水质状况相对较差,为Ⅲ类,7月、9月、10月为Ⅱ类,其余月份水质状况均为Ⅰ类,水库水体质量状况整体良好。研究发现,采用主成分分析法对水库水质进行评价可以客观地反映水体的水质状况,可为水库的综合利用、保护及治理提供一定依据。

基于多种评价法的磨盘山水库水质评价

磨盘山水库作为哈尔滨市的主要水源,对其进行的水质评价对于保障居民饮用水安全具有重大意义。选取2022年12个月的溶解氧(DO)、氨氮(NH_(3)-N)、化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)5个指标,分别采用主成分分析法和RBF神经网络评价法对磨盘山水库水质进行评价。结果表明:磨盘山水库水质为Ⅱ级,符合当地检测结果。主成分分析法可以真实客观地分析当地水库水质,为水库改进完善提供一定参考。RBF神经网络只需要按照水质的各个分级标准传造出所需的训练样本,用训练完善的计算模型进行水质评价比较容易。该方法简单,具有很好的实用性。此研究可用作其他地区参考。

2013—2022年贵州草海水质变化与影响因素分析

在水环境精细化管理背景下,湖泊水环境演变特征分析在水治理过程中具有重要意义。基于2013—2022年草海逐月监测数据,利用Spearman秩相关系数法、综合营养状态评价法和主成分分析法分析草海水环境演变特征及其影响因素。结果显示:COD_(Mn)、TN和Chl a浓度为显著上升趋势,NH_(4)^(+)-N浓度为极显著上升趋势,TP浓度和SD为下降趋势;综合营养指数不断提高,富营养化状态呈加重趋势;影响草海水环境质量的主控因子为TN、NH_(4)^(+)-N和COD_(Mn);内源污染严重、气温上升、降雨量减少、水生态系统失衡等逐步成为影响草海水环境的主要因素。为改善草海水质,建议在强化控源截污的基础上,从水文节律调控、鱼类生态调控、水生植被恢复、生态清淤等方面进行综合治理。

模糊-主成分分析法在石化企业地下水水质评价中的应用

如果一个石油化工厂的生产过程缺乏防渗措施,就会导致排放物的泄漏,从而引发直接或间接的排放污染,进而影响到周围的环境,并最终导致地下水的严重破坏。因此,对地下水水质的评价尤为重要,关乎到人身安全及生态环境的保护。该文以某石油化工企业地下水水质评价为例,通过建立模糊-主成分分析法模型,首先通过主成分分析法对石化企业厂区周围的5个监测点位、17个污染因子进行分析,选取出主要影响水质评价的污染因子;其次再通过模糊综合评价法建立模糊关系矩阵,计算出主要污染因子的指标权重,最终确定不同监测点位的水质对各级水质的隶属程度。最终得出结论,石化企业厂区的5个监测点位的水质等级均为Ⅴ类标准,该石化厂区地下水污染严重。

基于主成分分析法的松塔水库水源地水质分析

为深入分析松塔水库水源地水质情况,根据2018—2022年月水质监测数据,选择pH值、DO、COD_(Mn)、COD_(Cr)、BOD_(5)、NH_(3)-N、TP、TN、氟化物、汞、硫酸盐、氯化物、硝酸盐氮等13个指标,采用主成分分析法,分析了影响水源地水质的主要因子和2018—2022年水源地水质变化趋势。根据计算结果,影响水源地水质的主要因子有COD_(Mn)、COD_(Cr)、BOD_(5)、硫酸盐、TN、pH值,2018—2022年水源地水质逐年改善。

承德地区主要水系水环境质量综合评价与分析

为探究承德地区主要水系水质状况及污染特征,选取承德市地表水水质监测站2017~2020年29个断面监测数据,采用单因子评价法、综合污染指数法和主成分分析法对承德地区主要水系水环境质量进行综合评价。评价结果表明,总体来看2017~2020年承德地区主要水系整体水质较好;从时间上来看,2019、2020年承德地区主要水系水质较2017、2018年有较为明显提升;从空间上来看,宫后和承钢大桥断面污染相对较为严重。承德地区水系水质主要受总磷、COD和高锰酸盐指数影响较大。

山地城市主要河流水质评价及预测研究——以四川省绵阳市为例

综合客观评价河流水质的健康及污染状况,科学分析预测水环境质量的变化趋势,对于河流水污染精准防治具有重要意义。选取绵阳市境内主要河流为研究对象,基于2014-2022年绵阳市12个水质监测断面的4项污染物指标监测数据,结合模糊综合评价法及主成分分析法对其断面水质进行评价并判断污染程度,建立带外源输入的非线性自回归(NARX)神经网络模型,预测研究区域内2025年和2030年的水质变化趋势。结果表明:1)综合不同水期来看,在枯水期,芙蓉溪仙鱼桥与梓潼垢家渡断面的水质级别分别在2015年和2016年都未能达到水质目标,满足水质功能标准的断面占12个监测断面的92%,而在平水期与丰水期各断面水质均能达到各自的标准;2)凯江老南桥、梓潼垢家渡及天仙镇大佛寺断面水质受水期影响较大,平武水文站在所选断面中总体水质较好,而芙蓉溪仙鱼桥较差;3)溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、五日生化需氧量(BOD5)及氨氮(NH3-N)的实测值与预测值之间高度相关,均方误差均较小,满足水质预测的精度要求;4)从水质变化趋势来看,除天仙镇大佛寺断面2028-2030年的水质级别由2023-2027年的Ⅰ级降为Ⅱ级以及芙蓉溪仙鱼桥断面2025年和2030年水质级别分别为Ⅱ级与Ⅲ级外,其余断面水质级别均为Ⅰ级,总体水质有所提升。该研究提出的基于模糊综合评价法-主成分分析法-NARX神经网络模型研究框架能够准确地对河流多断面各水期的水质进行客观评价,并在一定程度上弥补水文观测的“数据盲区”,适用于其他类似河流的水质预测,可为河流水质综合评价及预测预警提供科学依据与技术支持。

祖厉河流域水质评价与时空变化分析

祖厉河是黄河上游重要的一级支流,其水质状况直接影响到黄河干流水质。为了解祖厉河流域近年的水质状况,收集了7个监测断面2016—2020年的17个水质指标数据,使用单因子评价法、主成分分析法和综合污染指数法探究了祖厉河流域水质的时空变化特征。结果表明:(1)2016—2020年,祖厉河流域水体水质指标中氨氮、总磷、Cd、高锰酸盐指数、化学需氧量和粪大肠菌群存在超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅴ类标准限值的风险。(2)3种方法评价结果大体一致,下游因水量大、环境容量高、水体自净能力强而水质较好,上游因水量小、距离污水处理厂近而水质较差。(3)2016—2020年祖厉河流域水质状况逐年改善,2020年综合污染指数已达到清洁,水质较好状态;年内夏季相对较好,冬季相对较差。

典型河流的水质评价及影响因素分析:以深圳龙西河和丁山河为例

为掌握现阶段龙岗河水体状况及主要影响因子,进而为龙岗区河流的水污染防治和水生态修复工作提供数据基础及技术支撑,于2021年对龙西河和丁山河进行水样及底栖动物的采集和检测。文中采用了综合污染指数法、主成分分析及水质生物评价法对水质进行了分析。结果表明,基于综合污染指数反映出龙西河全年水质等级属于清洁,丁山河全年水质属于中污染及重污染水平的比例约为66.67%,水体污染程度较高,而结合底栖生物多样性指数所指示的龙西河与丁山河的水质状况分别对应中污染和重污染等级。对龙西河水质产生较大影响的污染指标为粪大肠菌群、TP、COD_(Mn),影响丁山河水质的主要污染指标为粪大肠菌群、TN、TP、COD_(Mn)、BOD_(5)。时间变化上,龙西河水质状况差异不显著,丁山河水质污染指数与降雨呈正相关,强降雨时期带来的农业、畜禽养殖等面源污染加剧了水质恶化。3种评价方法的有效结合能够从水质因子及生物多样性层面综合反映水体实际状况,可为该水系其他河流的水质评价提供参考。

引黄济青调水工程水质评价

以引黄济青调水工程输水主干渠为研究对象,基于2018年11月—2019年8月一个调水周期内上游至下游S_(1),S_(2),…,S_(7)共7个断面的逐月水质监测数据,采用主成分分析法选取主要影响因子,应用综合水质标识指数法、水质综合污染指数法、内梅罗综合污染指数法和主成分分析法对工程水质进行评价。结果表明:河段主要污染物因子为高锰酸盐指数、氟化物、硫酸盐、氯化物、总磷、总氮、化学需氧量、5 d生化需氧量、氨氮;调水周期内主干渠水质总体良好,除总氮外水质基本符合或优于地表水Ⅲ类标准,能达到目标水质要求;从时间分布看,3种评价指数值均基本呈现先增大后减小再增大的趋势,冬季和初春水质较差,秋末和春末夏初水质较好;从空间分布看,工程前半段的水质总体优于后半段的,断面S4、S5污染最严重。

改进的综合污染指数法在河流水质评价中的应用

为探索计算简便且能定性定量评价河流水质的方法,构建了改进的综合污染指数法。以北方某城市河流为研究对象,基于2015-2022年环境质量评价断面监测数据,运用主成分分析法,科学确定主要影响指标,计算综合污染指数并开展了评价。结果表明:研究区河流水质状况逐年改善,由“十二五”末的重度污染改善至轻度污染,属有机与营养盐复合污染类型,水质变化可分为快速改善和稳定改善2个阶段。评价结果在定性评价方面与单因子评价结果基本一致,在定量评价方面与河流水质指数评价结果趋势基本一致。改进的综合污染指数法可利用较少的评价指标,既能对水质定性评价及识别主要污染指标,又能定量反映水质变化,可作为传统评价方法的有益补充。

基于AHM-CRITIC组合赋权贝叶斯的南湾水库水质评价与影响因素分析

针对传统贝叶斯模型将各评价因子“等权重”、忽略了各评价因子对水质贡献差异性的问题,在传统贝叶斯模型的基础上引入AHM-CRITIC组合赋权,构建基于AHM-CRITIC组合赋权的贝叶斯水质评价模型,并基于南湾水库2012—2020年库区断面和主要入库支流逐月水质实测数据,定量分析南湾湖水质与主要入库支流水质类别,并与其他方法进行对比分析。研究发现:①2012—2015年,南湾湖水质基本维持Ⅲ类标准,2016—2020年,偶有时段不满足Ⅲ类标准,甚至出现Ⅳ类水,董家河断面水质较差,小浉河断面、谭家河断面、五道河断面、席家河断面等水质较好;②组合赋权贝叶斯水质评价模型与单因子指数法和改进内梅罗指数法的结果更吻合,克服了主观赋权贝叶斯法的缺点。说明该模型能更真实反映南湾湖水质,可为同类水质评价提供技术依据。

基于主成分分析法的水库水质时空变化特征及综合评价——以保山坝区为例

饮用水水源水质保护是保障饮用水安全的重要环节。研究通过对保山坝区3座水库(白胡子水库、北庙水库、长岭岗水库)在2021年1月—12月进行每月一次检测,掌握pH、COD_(Mn)、粪大肠菌群、氨氮、硝酸盐(以N计)、氯化物(以Cl计)、氟化物、硫酸盐8个主要指标变化规律,使用主成分分析法评价水质状况。结果表明:水库水质整体较好,pH、COD_(Mn)、粪大肠菌群等指标存在明显的季节分布差异;主成分分析法评价结果显示各水库的水质在不同水期存在一定的变化,其中丰水期的水质比枯水期更差,北庙水库的水质也比其他水库更差,此外,3座水库水质主要受到有机物、营养盐、粪大肠菌群的影响。研究结果有助于了解保山坝区水质现状,对其水环境管理和改善提供依据。

基于PCA-WQI_(min)模型的汤河水库水质评价

为克服不同水质评价方法的局限性,本文构建和筛选最优PCA-WQImin模型评价水环境质量。以汤河水库为研究对象,采用主成分提取法(PCA)对监测因子进行主要污染因子提取,运用WQImin模型评价汤河水库水质,反映汤河水库水质随季节变化特征及主要污染来源。基于PCA-WQImin模型确定了高锰酸盐指数、化学需氧量、总磷、氨氮、总氮、生化需氧量、溶解氧是影响汤河水库水环境质量的主要污染因子。汤河水库WQImin值夏秋两季相对较低,介于50~70,主要污染物为有机物和营养盐,来源可能为汤河流域内的生活、工业污水和农业面源污染。PCA-WQImin模型可以准确的识别影响水质的主要因子,以较低的监测成本,较少的监测数据,科学的评价水质,反映水质综合质量。该评价模型既涵盖了各项因子之间的关联性,又避免了大量的监测数据处理的复杂性和冗繁性,并且分析效率高,节约人力资源,减少资源消耗,评价结果客观、科学。根据PCA-WQImin水质评价结果反映的季节性变化特征,可以科学的制定来年监测计划。

主成分分析法在水质评价中的应用及分析

针对主成分分析能够从众多因子中筛选出主要成分,对数据结构进行简化,为后续工作筛选主要因子提供依据等优点,分别介绍了主成分分析法的原理和步骤,并将其应用于水质评价中。以淮河安徽段干流的十一个断面为例,选取了八个因子进行分析研究。结果表明:对涉及因子较多,且因子间相关性相对较大的水质进行评价时主成分分析法是一种有效的方法。

基于主成分分析的河流水环境质量评价研究

主成分分析是多元统计分析的一个分支,它能够在保证原始数据信息损失最小的情况下,以少数的综合变量取代原有的多维变量,简化数据结构,客观确定权重,是环境质量综合评价的一种简单易行的方法。基于主成分分析理论,建立了水质综合评价模型,以南淝河为例,选取南淝河五个监测断面的九项监测指标作为评价因子,对南淝河的水环境质量进行综合评价。结果表明,南淝河流域水环境质量总体较差,有机污染物是造成南淝河水质污染的主要原因。

基于主成分分析的丹江口水库支流水质评价

为综合反映丹江口水库入库支流的水质状况、识别主要污染因子、对比各支流的污染程度,基于2013年16条重点入库支流11项主要污染指标的年均值,借助于SPSS软件,采用主成分分析法对其入库支流水质进行评价和分析。结果表明,丹江口水库的主要污染因子为耗氧污染物和重金属,且前者占主导地位,16条重点入库支流中污染相对严重的依次为神定河、泗河、犟河、剑河和老灌河,污染相对较轻的支流依次为堵河、将军河、淘沟河、汉江、滔河。

于桥水库秋季浮游植物群落结构与水质因子的关系

针对于桥水库秋季藻类大量爆发引发的富营养化所导致的供水安全问题,研究了浮游植物群落结构与水质因子的关系,找出影响浮游植物群落结构的主要水质因子和富营养化的主控因子。结果显示,2009年秋季于桥水库共有浮游植物110种,隶属于7门52属,平均丰度为3.46×105个/L,优势种为弯形尖头藻、圆柱鱼腥藻、双头针杆藻、尖针杆藻;于桥水库水质总体处于中营养状态;浮游植物物种丰富度、丰度受水质变化影响较大,DO、pH、透明度是影响浮游植物群落结构的主要水质因子,磷是富营养化的主控因子。在现有的富营养化状况下,通过调控主要水质因子,控制群落结构,可以防止水华大规模爆发,确保水质安全。

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。