基于主成分分析的長江流域水質(zhì)評估

王甜甜 廖小勇

摘 要：隨著我國工業(yè)發(fā)展的迅猛壯大，水污染的問題越來越嚴(yán)重，作為我國第一長河的長江也是如此。采用主成分分析法，綜合分析長江各個觀測站的溶解氧（DO）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、氨氮（NH3-N）和pH值等含量，以期對進(jìn)行針對性的防治和治理提供支持。

關(guān)鍵詞：長江水質(zhì);主成分分析;污染防治

中圖分類號：TB ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2020.06.096

0 引言

長江，是世界第三、亞洲第一大河，養(yǎng)育了中華兒女千年。長江水質(zhì)污染程度日趨嚴(yán)重，2004 年10 月，“保護(hù)長江萬里行”考察團(tuán)對長江沿線21 個重點(diǎn)城市做了實(shí)地考察，揭示了一幅長江污染的真實(shí)畫面，其污染程度讓人觸目驚心。專家們提出“若不及時拯救，長江生態(tài)10 年內(nèi)將瀕臨崩潰”。據(jù)有關(guān)專家介紹，長江流域年污水排放總量多大250億噸，占全國40%以上，其中80%以上的污水未經(jīng)有效處理，直接流入長江水域。雖然近年來，國家在長江污染上投入了大量的資金和精力，但是污染形勢依舊嚴(yán)峻。其中干流60%的水體，都已受到不同程度的污染。長江污染主要集中在工業(yè)廢水與生活污水、農(nóng)業(yè)面源以及船舶污染。近年來，各地方積極響應(yīng)習(xí)總書記的“金山銀山不如綠水青山”，沿江建立了170多處城市生活污水處理廠，但其處理效果并不明顯。

本文通過網(wǎng)絡(luò)媒體、報刊書籍等方式獲取了近十年長江水質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)，采用主成分分析法進(jìn)行分析，對長江各個流域進(jìn)行水質(zhì)評估，重點(diǎn)指出污染成分含量最高的觀測站所在，以期對長江流域的污染治理提供一定的參考。

1.3 結(jié)果分析

DO：在第一主成分表達(dá)式中，可以看出第一、第二、第三、第七、第九和第十二表示的地區(qū)系數(shù)較大，反映出這幾個地區(qū)對長江水污染的影響較大，而其中重慶朱沱、丹江口胡家?guī)X比其他觀測站都高，說明這兩個地區(qū)需要著重注意水資源的保護(hù)。

CODMn：在第一主成分表達(dá)式中，我們可以看出第六、九、十四表示的地區(qū)系數(shù)比較大，之中宜賓涼姜溝的遠(yuǎn)高與其他地區(qū)。

NH3-N：在第一主成分表達(dá)式中，我們可以看出第三、四、十一和十四表示的地區(qū)系數(shù)比較大。

2 結(jié)論

以上通過主成分分析法，對長江各流域水污染進(jìn)行了一定分析，而影響水質(zhì)污染的因素有很多，這些因素之間也互相影響。從結(jié)果上來看，由第一主成分表達(dá)式可知，長江水質(zhì)的情況不容樂觀，各個地區(qū)或多或少都存在一些污染。從結(jié)果來看，第九表示的地區(qū)污染情況相對較嚴(yán)峻。

為了改善長江水質(zhì)，需要針對主要污染地區(qū)來進(jìn)行有針對性的防治。既需要資金支持、政府支撐，更需依賴地方政府進(jìn)行調(diào)研，找出相應(yīng)污染源，出臺相應(yīng)治理政策。同時，加強(qiáng)污染治理的立法也非常重要的，例如實(shí)行排污收費(fèi)制度、增加防污資金投入等。構(gòu)建河道生態(tài)修復(fù)功能，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，需要激發(fā)公眾對保護(hù)水環(huán)境的愛護(hù)的熱情。讓我們加大宣傳長江水質(zhì)的現(xiàn)狀，呼吁人們愛護(hù)水資源，增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境的意識，共同構(gòu)建生態(tài)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]2005年高教社杯全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽題（甲組A題）[EB/OL].http：//mcm.edu.cn/mcm05/Problems2005casp.

[2]孫婷蔚.統(tǒng)計(jì)回歸模型中的主成分分析[J].通訊世界，2019，26（03）：169-170.

[3]馮敏.航運(yùn)對長江水質(zhì)的影響分析[D].上海：上海海事大學(xué)，2005.