【摘 要】
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随着经济的快速发展,我国的水环境经历了水质恶劣的阶段,经过有效的治理目前水环境情况得到一定改善,但仍需要进一步治理,地表水环境监测作为基础和前提在水环境治理过程中具有重要的地位。本研究针对监测断面布置年代久远、监测断面功能重复等问题以飞云江流域内的水环境监测断面为研究对象,利用聚类分析法和改进的物元分析法对监测断面进行优化分析。通过收集瑞安市飞云江流域的基本资料,包括自然环境、经济社会、河流水系分
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随着经济的快速发展,我国的水环境经历了水质恶劣的阶段,经过有效的治理目前水环境情况得到一定改善,但仍需要进一步治理,地表水环境监测作为基础和前提在水环境治理过程中具有重要的地位。本研究针对监测断面布置年代久远、监测断面功能重复等问题以飞云江流域内的水环境监测断面为研究对象,利用聚类分析法和改进的物元分析法对监测断面进行优化分析。通过收集瑞安市飞云江流域的基本资料,包括自然环境、经济社会、河流水系分布等,掌握水环境监测断面优化的基本理论、基本方法以及未来发展趋势,采用变异系数、相关性分析和内梅罗污染指数法对飞云江流域地表水环境质量进行评价;以飞云江流域各断面2016-2020五年间的水质监测数据为基础,依据代表性原则和实地情况原则利用主成分分析法对p H、DO（溶解氧）、COD Mn（高锰酸盐指数）、BOD5（五日生化需氧量）、NH3-N（氨氮）、As（砷）、石油类、EC（电导率）、Cu（铜）、Zn（锌）、TP（总磷）、COD（化学需氧量）、FL（氟化物）、TN（总氮）和FCB（粪大肠菌群）共15项监测指标进行优化分析;以监测指标优化结果为基础,使用层次分析法对多种监测断面优化方法进行分析,最终选择聚类分析法和改进的物元分析法对飞云江流域进行断面优化分析。研究结果如下:（1）飞云江水质分析通过分析飞云江流域内水质,结果表明飞云江流域内,满足《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）Ⅲ类水标准的断面数量基本保持稳定,飞云江流域内共有17个水质监测断面,其中65%-71%的断面不能达到GB 3838-2002Ⅲ类水;飞云江流域内的断面水质情况整体上呈现出逐渐变好的趋势;流域内断面水质情况存在分布不均的情况,不同的断面之间水质相差较大,其中TN是影响流域水质的主要污染指标。（2）监测指标优化分析依据2020年飞云江流域的水质监测数据分析结果,对常规水质监测指标进行优化,对主要监测指标进行筛选,选择p H、DO、COD Mn、BOD5、NH3-N、As、石油类、EC、Cu、Zn、TP、COD、FL、TN、FCB共15项常规理化指标,利用主成分分析法对15项指标进行优化、筛选,经过分析COD Mn、BOD5、NH3-N、TP、COD、TN、DO、Cu和FL共9项水质监测指标可以准确地反映研究区域的水质现状（解释的总方差达到73.78%）,因此,可通过监测以上9项监测指标反映飞云江流域水质概况。（3）监测断面优化分析两种断面优化方法的结果均表明需削减九里会、罗凤、七坦和西门断面,利用均值检验（T检验）和方差检验（F检验）对结果进行检验均表明优化结果具有代表性。所以综合分析建议削减掉九里会、罗凤、七坦和西门断面,将原有的17个断面削减到13个断面,包括:白岩桥、塘下、鲍五、南岙、潘山、飞云渡口、第三农业站、南口、码道、蔡桥、北门、丰湖街和杜山头断面。（4）建立断面优化研究体系研究利用多种分析方法,将它们合理的结合运用形成了一套完整的断面优化分析理论,首先使用内梅罗污染指数法等方法评价水质,评估断面优化的必要性,其次利用主成分分析法对监测指标进行优化,提高后续断面优化分析效率,最后基于监测指标优化结果选取的监测指标利用聚类分析和改进的物元分析法优化监测断面。利用其进行断面优化可以解决目前很多流域存在的断面布设重复、监测效率低下、监测指标不合理等问题,为断面优化研究提供理论参考。
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