多元因子分析模型在河流健康评价中的应用_以苏子河水质特性研究为例

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1、第33卷第9期长江科学院院报Vol．33No．92016年9月JournalofYangtzeＲiverScientificＲesearchInstituteSep．2016doi:10．11988/ckyyb．201600732016，33(09):28－32多元因子分析模型在河流健康评价中的应用———以苏子河水质特性研究为例贾磊(天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072)摘要:为顺应河流生态可持续发展，提出健康河流、生命河流等概念，维持河流生态系统健康已经成为流域综合管理的必然趋势。综合运用水文学、水力学、泥沙地貌学和水生生态学的基本理论和方法研究河流生态健康的表

2、征因子，确定各因子的阈值，建立流域性水体水质可续发展评价体系。以河流可持续发展为基础，引用代表性的相关指标进行筛选，对流域水质指标进行数值化分析，以苏子河流域水质特性为研究对象，选取出评估河流健康状况的环境因子，客观反映出中小河流域健康状况，为河流的可持续管理和生态环境建设提供参考。关键词:河流健康;评估指标;因子分析;可持续发展;河流水质中图分类号:TV856文献标志码:A文章编号:1001－5485(2016)09－0028－051研究背景2河流健康的理论架构河流是陆地生态系统的动脉，与周围的生物种2．1河流健康评估指标构成群交织，形成复杂、有序、稳定的河流生态系统，对于为追求生态

3、环境及资源的可持续利用，充分考地球生命系统的可持续发展发挥着物种流动、能量虑环境资源整合。水资源相关政策推行将对环境与交换、物质循环的重要作用。人类活动对河流生态生态造成一定程度的影响和冲击，所以更需要运用系统造成的影响，最终导致流域污染不断加剧甚至可持续利用思维观点来面对水资源的相关问题［5］。造成整个生态系统不同程度的退化，违背了人类与综上所述，河流健康概念的核心架构如图1，关注人［1］环境的可持续发展进程。目前，随着人们对河流类生存与发展的水资源供应效益外，同时考虑对于自然属性及面临挑战的认识逐步深化，河流管理目［6］环境与生态的冲击与影响。标从单一的水资源管理扩展到对河流生态系

4、统的流域管理。河流健康评估作为河流管理的工具，有助于提高管理决策能力，对于流域可持续管理及区域［2］生态环境建设与保护具有重要意义。本文在系统剖析河流自然－社会经济复合系统组成、结构及功能的基础上，明确了河流健康的内涵，从河道基本环境、河流生态环境等方面出发，重点考虑河道水量、水质、水环境等方面因素，构建河［3］流健康综合评价指标体系;采用多元环境因子分图1河流可持续利用的核心架构析对流域水质指标数值化，即模拟河流健康评估因Fig．1Corestructureofriver'ssustainableutilization［4］子，对现有水质和水文数据加以概化，建立水质为了维护自然生态环

5、境，促进水资源可持续利因子分析模型，以苏子河流域作为典型进行实证研用以及促进经济建设与区域均衡发展，水利及环境究，从而为流域可持续管理提供决策技术支撑。保护等相关部门水环境综合治理措施，即合理有效收稿日期:2016－01－22;修回日期:2016－03－04作者简介:贾磊(1983－)，男，辽宁沈阳人，工程师，博士研究生，主要从事生态河流、水库生态调度与景观河流修复与设计方面的工作，(电话)13802008390(电子信箱)jialei@tju．edu．cn。第9期贾磊多元因子分析模型在河流健康评价中的应用———以苏子河水质特性研究为例29［7］使用水量确保水资源稳定供应;推动流域综合

6、管3．1．1数据标准化处理理，降低洪水灾害及损失;涵养水土，保护地下水，提设有n个数据，p个原始变量数，则数据矩阵为升水源利用效益;全面恢复近自然水环境;推动水éx11x12…x1nù［8］êú循环再利用，促进水源供应多元化。X=x21x22…x2n。(1)êúêú2．2评估方法ëxn1xn2…xnnû河流生态系统健康的理论架构体系包括2部分析变量须将原始变量标准化，即分:一是河流生态系统健康标准的理论基础;二是干Xij－XiZij=。(2)［9］S扰生态系统稳定性与生态系统健康评价。河流i生态系统健康的评价指标主要有生态特征、水资源式中:Xij为第i个变量，第j个样本的测值;Xi为第

7、i状况、河流基本状况、功能整合、社会经济指标等。个变量的平均值;Si为第i个变量的标准差。根据本研究所建立的河流可持续利用架构结构，初经标准化转换，Zij的平均值为0，方差为1，其所得的相关矩阵和协方差矩阵完全相同，因此，相关步归纳出属地化河流健康评估考虑因子所包含生态矩阵为特征、栖息地、水资源和社会经济指标等4项评估指标。针对水生生态系统健康的研究需要，以相关数é1r12…r1pùêú据获取的容易度和丰富度为标准，依照其河流可持Ｒ=r211…