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1、2001年9月系统工程理论与实践第9期 文章编号:100026788(2001)0920118206多元统计分析在河流污染状况综合评价中的应用王晓鹏(青海师范大学数学系,青海西宁810008)摘要:以湟水流域为例,针对流域内具有代表性的断面,运用因子分析方法和聚类分析方法就各断面水质污染程度和污染相似性进行定量化的综合评价,并以判别分析方法对相关结果加以校验,为河流治污工作的开展提供一定的科学依据L关键词:河流水质污染;因子分析;聚类分析;判别分析中图分类号:O212;C8文献标识码:AaApplicationofMultiv
2、ariateStatisticalAnalysistoAssessingSyntheticallyPollutingStatusofRiversWANGXiao2peng(DepartmentofMathematics,QinghaiNormalUniversity,Xining810008,China)Abstract:Usingthemethodsoffactoranalysisandclusteranalysis,thepapermakesquantitativeanalysisandcomprehensiveasses
3、smentofthepollutingstatusindegreesandinsimilaritiesforrepresentativesectionsinHuangshuibasin,thepaperalsogivestheresultsverifiedwithdiscriminantanalysismethod,whichcanprovidesomescientificbasestocontrolthepollutionoftherivers.Keywords:riverpollutingstatus;factoranal
4、ysis;clusteranalysis;discriminantanalysis1 引言在当代社会生活中,水环境污染已成为威胁人类生存的重要因素,如何在科学准确地对污染状况作出综合评价的基础上,具体开展针对水环境的治污工作,已成为环保科学的重要课题,而水质评价作为水环境评价的核心内容,其重要性更是毋庸置疑L无论从理论研究还是从实际治污工作的角度出发,水质评价都包含两方面工作:一是就水质污染程度的评价、分级;二是就水质污染相似性的分类研究L水质系统是由多种因子构成的复杂系统,水质质量受到诸多指标(污染物含量或指数)的影响,每项
5、指标从不同角度反映水质污染状况,但依据它们作综合评价却有一定难度,多元统计分析正是将多维因子纳入同一体系加以综合研究的定量化方法,随着计算机的普及和软件开发,已在很多领域得以广泛应用L本文选定河流(水环境污染的主要载体)为研究对象,运用因子分析方法将所取断面进行水质污染程度的综合评价、分析、排序,并在分析过程中利用国家有关水质污染标准给出分级处理结果;以聚类分析方法对各断面水质污染相似性进行研究,给出分类处理结果;以判别分析方法对相关结果加以校验,再结合对实际情况的分析和与传统评价方法所得结果之对比,说明上述多元统计分析的数学
6、模型和方法完全适用于对河流水质污染状况的综合评价,对其它类型的水质评价亦有一定参考价值L(篇幅所限,中间计算结果不再逐一列出,具体数学原理及公式推导可参阅文献[1-3])La收稿日期:2000201211©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第9期多元统计分析在河流污染状况综合评价中的应用1192 样点(段面)和指标的选取湟水是黄河在上游的一级支流,对其流域内水质污染状况作出科学分析评价的意义不言而喻L遵循科学性和可比性原则,本文在此选取流
7、域内具有代表性的十七个断面、水质评价常用的十项指标及指标在断面上的具体观测值,另参照国家GB3838-88水环境质量标准,列出三类标准样点(段面)的十项指标值,以便于准确地对各断面污染程度给以分级处理,这里将标准化数据列于表1:表1 湟水流域各断面及水质标准样点在主要污染指标上的标准化数据表(单位:mgöl)河流指标X1(高锰酸X2(生化X3X4(亚硝X5X6X7(总氰X8X9X10名称盐指数)需氧量)(氨氮)酸盐氮)(硝酸盐)(挥发酚)化物)(总砷)(六价铬)(石油类)段面1扎马隆-0.857-0.454-0.464-0.4
8、97-1.279-0.029-0.363-0.486-0.804-0.5962西钢桥-0.547-0.314-0.379-0.439-0.527-0.0290.605-0.486-0.633-0.576湟水3新宁桥-0.392-0.035-0.114-0.3620.4610.
