基于主成分分析的长江流域水质评估

王甜甜 廖小勇

摘 要：随着我国工业发展的迅猛壮大，水污染的问题越来越严重，作为我国第一长河的长江也是如此。采用主成分分析法，综合分析长江各个观测站的溶解氧（DO）、高锰酸盐指数（CODMn）、氨氮（NH3-N）和pH值等含量，以期对进行针对性的防治和治理提供支持。

关键词：长江水质;主成分分析;污染防治

中图分类号：TB     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2020.06.096

0 引言

长江，是世界第三、亚洲第一大河，养育了中华儿女千年。长江水质污染程度日趋严重，2004 年10 月，“保护长江万里行”考察团对长江沿线21 个重点城市做了实地考察，揭示了一幅长江污染的真实画面，其污染程度让人触目惊心。专家们提出“若不及时拯救，长江生态10 年内将濒临崩溃”。據有关专家介绍，长江流域年污水排放总量多大250亿吨，占全国40%以上，其中80%以上的污水未经有效处理，直接流入长江水域。虽然近年来，国家在长江污染上投入了大量的资金和精力，但是污染形势依旧严峻。其中干流60%的水体，都已受到不同程度的污染。长江污染主要集中在工业废水与生活污水、农业面源以及船舶污染。近年来，各地方积极响应习总书记的“金山银山不如绿水青山”，沿江建立了170多处城市生活污水处理厂，但其处理效果并不明显。

本文通过网络媒体、报刊书籍等方式获取了近十年长江水质的相关数据，采用主成分分析法进行分析，对长江各个流域进行水质评估，重点指出污染成分含量最高的观测站所在，以期对长江流域的污染治理提供一定的参考。

1.3 结果分析

DO：在第一主成分表达式中，可以看出第一、第二、第三、第七、第九和第十二表示的地区系数较大，反映出这几个地区对长江水污染的影响较大，而其中重庆朱沱、丹江口胡家岭比其他观测站都高，说明这两个地区需要着重注意水资源的保护。

CODMn：在第一主成分表达式中，我们可以看出第六、九、十四表示的地区系数比较大，之中宜宾凉姜沟的远高与其他地区。

NH3-N：在第一主成分表达式中，我们可以看出第三、四、十一和十四表示的地区系数比较大。

2 结论

以上通过主成分分析法，对长江各流域水污染进行了一定分析，而影响水质污染的因素有很多，这些因素之间也互相影响。从结果上来看，由第一主成分表达式可知，长江水质的情况不容乐观，各个地区或多或少都存在一些污染。从结果来看，第九表示的地区污染情况相对较严峻。

为了改善长江水质，需要针对主要污染地区来进行有针对性的防治。既需要资金支持、政府支撑，更需依赖地方政府进行调研，找出相应污染源，出台相应治理政策。同时，加强污染治理的立法也非常重要的，例如实行排污收费制度、增加防污资金投入等。构建河道生态修复功能，实现生态环境可持续发展，需要激发公众对保护水环境的爱护的热情。让我们加大宣传长江水质的现状，呼吁人们爱护水资源，增强保护环境的意识，共同构建生态环境。

参考文献

[1]2005年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题（甲组A题）[EB/OL].http：//mcm.edu.cn/mcm05/Problems2005casp.

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