广州海珠湖水质污染分析

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1、人民珠江2013年第6期·PEARLRIVERdoi：10．3969／j．issn．1001—9235．2013．06．026广州海珠湖水质污染分析罗昊(珠江水资源保护科学研究所，广东广州510611)摘要：通过对广州海珠湖现状调查及周边监测断面水质分析，利用环境主成分分析的数学统计方法，评定了海珠湖附近各断面的综合水质优劣，浅析了污染原因并提出适宜的水质保护建议。关键词：主成分分析；海珠湖；水质污染中图分类号：X825文献标识码：B文章编号：1001-9235(2013)06-0088-041绪论主成分分析是设法将原来众多具有一定相关性

2、的指中国是一个湖泊众多的国家，约有两万多个湖泊，其面标，重新组合成一组新的互相无关的综合指标来代替原来的积占我国总面积的0．8％，湖泊储水量丰富。可是，近几十年指标。通常数学上的处理就是将原有多个样品的P个互有来，湖泊数量不断减少，水质也不断恶化。2012年《中国环影响的指标作线性组合，形成互不相关的新变量，作为新的境状况公报》⋯指出：2012年，全国地表水污染依然较重，其综合指标，通过比较指标的贡献率，提选出能包含绝大部分中，湖泊(水库)富营养化问题突出，62个国控重点湖泊(水样本信息的主要成分，进行综合得分计算。库)中，I～Ⅲ类、Ⅳ～

3、V类和劣V类水质的湖泊(水库)比主成分分析的主要步骤如下：①根据研究问题选取指标例分别为61．3％、27．4％和11．3％。目前湖泊水质现状仍然与数据；②进行指标数据标准化(SPSS软件Factor过程自动堪忧，城市内湖水质污染尤其严重，其主要污染指标为总磷、执行)；③进行指标之间的相关性判定；④确定主成分个数；化学需氧量和高锰酸盐指数。可见，城市湖泊及内河涌水质⑤确定主成分得分表达式；⑥进行主成分得分命名；⑦计算污染分析对于城市环境规划与水资源保护有着重要的意义综合主成分得分并进行评价与研究。和基础的作用。2．2主成分分析法在环境方面的

4、应用海珠区位于广州市区南部，西、北江下游三角洲网河区，影响环境质量变化的因素是多种多样的，为了搞清环境地势低洼平坦，四周环水，气候属南亚热带季风气候，大部分污染的变化规律，需要分析影响环境质量变化各因素之间的地方不受“城市热岛”影响。全年温热、光照充足、雨量充沛、相互关系，以及各因素对环境污染程度贡献的主次地位。主温差较小、干湿季节明显。地带性土壤为赤红壤，母质为砂成分分析法可以将多种影响环境因素变动的复杂因素，归结页岩，植被主要为森林植被和庭院植被。海珠湖位于海珠区为少数相互独立的综合指标，并进行综合评分与排序，从而中心地带，东临新光快

5、速干线，西邻广州大道，北靠新溜南为统计评比和环境决策提供资料。路，南临南洲路和环城高速公路，处于5条公路围成的“井”相较于其他数学分析方法，主成分分析法可将主成分的字形中间，是广州城市新中轴南端的重要“绿心”。贡献率等效于指标的权重值，客观地反映了环境质量变化中海珠区内河涌稠密、河网交错，具有南方水乡特色，有大各类污染的贡献程度，充分利用了数据间的内部关系，并能小河涌近7O条，属南方丰水地区，受径流、潮汐共同影响。有效去除评价指标之间的相关性；依据贡献率排序并去除不海珠湖坐落在石榴岗河集水区域内，周边地形属珠江三角洲相关指标的影响，也使定

6、量化评价的针对性更强。同时，主冲积平原，河道弯曲，地势平坦。海珠湖与周边的杨湾涌、墩成分分析法计算简便，所得结果清晰直观，因此其十分适用和涌、大塘涌、大围涌、石榴岗河和西碌涌6条河涌自然形成于环境质量分析和评价。了“一湖六脉”的格局(图1)。3水质污染分析近年来，海珠区水环境质量整体呈恶化趋势，辖区内河3．1水环境现状监测涌受工业、农业及生活污染严重。周边河涌污染对海珠湖的在海珠湖周边各河涌布设l2个水质监测断面，其中，常水质安全构成了威胁，影响了海珠湖原有的水资源调控及生规水质监测断面1个；新增设水质监测断面11个。各断面态功能。的编号

7、、名称以及具体位置见图1。对于9号和12号断面，2研究方法分左、右采样；其余断面只采中泓线水样。各垂线均按国家2．1主成分分析法基本原理水质采样监测规范要求采集分层混合样。采样时间是2010收稿日期：2013-08-28作者简介：罗吴，男，辽宁辽阳人，主要从事环境水文学、水文模型、环境规划与评价方面的工作。88表2特征值的方差贡献率和累积方差贡献率岸、赤沙涌口各断面水质综合评定劣于V类水。各断面优劣排序见表4(得分高者污染严重)。表4主成分得分及排序d)根据计算结果，确定主成分个数，求各主成分特征向量：由于前4个成分的累积方差贡献率已经达

8、到89．653％>85％，所以选取4个主成分。通过SPSS计算得出特征值，再由因子载荷除以特征值的平方根，求得各特征值与成分、污染因子的关系见表3。表3主要成分的特征值及其对应的特征向量此外，