| 对主成分进行加权求和，得到综合评价函数：
 （3）
3区域水质空间变化分析
3.1监测数据标准化
对武烈河流域高寺台上游、高寺台下游、双峰寺坝址、上二道河子、雹神庙和污水处理厂出水口下游六个监测断面的化学需氧量（COD）、五日生化需氧量（BOD5）、总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH3-N）和溶解氧（DO）六个指标的监测值进行标准化处理，具体结果见表1。其中，溶解氧为逆指标，需先将其进行倒数变换论文网。
表1 标准化水质数据表
Table 1Standardized water quality data table
|
监测断面
|
COD
|
BOD5
|
TP
|
TN
|
NH3-N
|
DO
|
|
高寺台上游
|
-1.4516
|
-0.7641
|
0.285
|
-0.2074
|
-0.3141
|
-0.6471
|
|
高寺台下游
|
0.5975
|
1.2886
|
1.0178
|
0.0189
|
1.8516
|
0.931
|
|
双峰寺坝址
|
1.0433
|
0.1482
|
0.3827
|
-0.886
|
-0.3637
|
-0.6999
|
|
上二道河子
|
-0.8076
|
-1.3228
|
-1.8158
|
-1.2253
|
0.0165
|
-0.9839
|
|
雹神庙
|
-0.2402
|
-0.2965
|
0.5293
|
1.0368
|
-0.0331
|
1.4989
|
|
污水处理厂出水口下游
|
0.8587
|
0.9465
|
-0.399
|
1.263
|
-1.1573
|
-0.099
|
3.2主成分确定
第1、2、3主成分的特征值分别为3.0725、1.2738和1.0612，均大于1，方差贡献率分别为51.2%、21.2%和17.7%，其累计贡献率为90.1%，大于85%环境保护论文，说明这三个成分反映了原始监测数据约90%的信息，所以可确定断面的主成分个数为3（表2）。
表2 特征值和主成分贡献率及累计贡献率
Table 2 Theeigenvalues, contribution rates and accumulated contribution rates of theprincipal components
|
主成分
|
特征值
|
贡献率（%）
|
累计贡献率（%）
|
|
1
|
3.0725
|
51.2
|
51.2
|
|
2
|
1.2738
|
21.2
|
72.4
|
|
3
|
1.0612
|
17.7
|
90.1
|
|
4
|
0.4052
|
6.7
|
96.9
|
|
5
|
0.1874
|
3.1
|
100
|
|
6
|
0.0000
|
0
|
100
|
3.3构建综合评价函数
从主成分载荷值来看，第一主成分贡献率超过0.5，与其密切相关的是五日生化需氧量和溶解氧，说明流域内有机污染严重，与工农业废水排放密切相关。其次，第二主成分、第三主成分贡献率均在0.2左右，与其相关性较大的是氨氮和总氮，易产生富营养化现象，需要采取预防措施（表3）。
表3 主成分载荷值
Table 3 Principlecomponent loading values
|
项目
|
主成分1
|
主成分2
|
主成分3
|
|
COD
|
0.6333
|
-0.3573
|
-0.6425
|
|
BOD5
|
0.8808
|
-0.164
|
-0.3619
|
|
TP
|
0.7985
|
0.2605
|
0.0742
|
|
TN
|
0.6622
|
-0.506
|
0.528
|
|
NH3-N
|
0.4001
|
0.8729
|
-0.1436
|
|
DO
|
0.812
|
0.1829
|
0.461
|
从方差贡献率来看，第一主成分的方差贡献率为51.2%，要远大于第二、三主成分的贡献率（21.2%和17.7%），说明武烈河流域由第一主成分控制（BOD和DO），主要污染物为耗氧型有机物。
根据主成分计算结果得到相应主成分的计算表达式，具体如下：
则可获得综合评价函数：
 3.4 评价结果分析
根据上述综合评价函数，计算六个监测断面和全流域的水质污染综合得分（表4），对水质污染程度进行定量化描述，分值越大表明污染程度越严重，有利于对监测断面的污染程度进行分级。
表4 武烈河流域水质监测断面评价结果
Table 4 Assessmentresults of water-quality monitoring sections in the
Wu-lie Riverbasin
|
监测断面
|
第一主成分H1
|
H1
排名
|
第二主成分H2
|
H2
排名
|
第三主成分H3
|
H3
排名
|
综合
得分
|
污染程度
|
|
高寺台上游
|
-1.2284
|
5
|
0.3815
|
3
|
0.8423
|
2
|
-0.443
|
5
|
|
高寺台下游
|
2.1882
|
1
|
1.433
|
1
|
-0.5839
|
5
|
1.4652
|
1
|
|
双峰寺坝址
|
-0.1162
|
4
|
-0.2609
|
5
|
-1.3919
|
6
|
-0.4001
|
4
|
|
上二道河子
|
-2.6986
|
6
|
0.4315
|
2
|
-0.2328
|
4
|
-1.477
|
6
|
|
雹神庙
|
1.0838
|
2
|
-0.0063
|
4
|
1.4988
|
1
|
0.9079
|
2
|
|
污水处理厂出水口下游
|
0.7712
|
3
|
-1.9788
|
6
|
-0.1325
|
3
|
-0.053
|
3
|
对比主成分得分环境保护论文，6个监测断面中的高寺台下游断面的水质污染比较严重，与附近铁矿采选处理和农业退水有关，需要采取有效的控制措施。而高寺台上游、双峰寺坝址、上二道河子和污水处理厂出水口下游断面污染较轻。从流域总体来看，武烈河水环境质量相对较好。
4结论
在气候变化和人类活动的双重干扰下，我国面临水量型缺水和水质型缺水的双重威胁，水资源供需矛盾不断加剧。本文利用MATLAB软件，采用主成分分析法研究武烈河流域水质的空间分布特征，研究结果表明：流域整体水环境质量相对较好，但高寺台下游断面的水质污染比较严重，五日生化需氧量和溶解氧的主成分贡献率超过0.5，流域内有机污染严重，需要控制工农业废水排放，采取有效措施遏制污染加剧、预防富营养化爆发。
参考文献
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