基于主成分分析的城市河流水质时空分布特征研究 以沧州市为例

来源：环境工程技术学报杂志2024年第4期北京时间：

作者：张贺玉, 杨莉园, 卢少勇, 王永强, 刘树栋, 毕斌, 张静

摘要：客观、综合评价城市河流水质的污染状况对城市河流水污染精准防治具有重要意义。以2022年沧州市13条重要河流的pH、溶解氧（DO）、高锰酸盐指数（CODMn）、化学需氧量（CODCr）、总磷（TP）、氨氮（NH3-N）、氟化物（F−）共7项水质指标数据为基础，采用主成分分析法，提取引起河流水质变化的主导指标，诊断河流污染状况，再运用水质指标权重计算各河流监测断面和不同季节综合得分，分析河流水质时空分布特征。结果表明：1）2022年沧州市13条河流水质整体较好，大部分河流水质为GB 3838―2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类，少数河流CODMn、CODCr达到Ⅳ类水质标准；2）使用主成分分析法，可将7个水质指标转化为2个主成分，累计方差贡献率达78.492%，其中与第一主成分显著相关的水质指标CODMn、CODCr、TP和F−主导着研究区域水质变化，且4个水质指标之间呈显著正相关；3）空间分析表明，沧浪渠为13条监测河流中污染程度最高的河流，且沧州市东北区域河流污染程度高于西北区域和中南区域；4）季节分析表明，13条河流不同季节水质污染严重程度表现为夏季>春季>冬季>秋季。研究结果可为沧州市城市河流水污染控制策略的制定提供参考。

关键词：城市河流, 水质, 主成分分析, 污染因子, 时空分布