对水环境质量的综合评价中，人们早已开始使用单因子评价这一概念来表征水环境的整体状况。单因子评价法可以简洁、直观地表示区域水环境的整体水平，便于同类评价对象之间做质量优劣比较，还能对同一区域不同时间的整体质量变化做比较。水环境质量评价几十年，虽然在评价理论和方法上都有较大的发展，但是，到目前为止，由于水环境系统的复杂性，在水环境质量综合评价方面还没有形成一个统一的评价体系和评价方法。 众所周知，识辨系统在一个低维空间要比在一个高维空间容易得多。主成分分析是在力保数据信息丢失尽可能少的原则下，对高维变量空间进行降维处理的有效方法之一。然而不少人在做主成分分析时，浪费了大量的人力、物力、财力，却得到与事实不符的结论。其主要原因是人们在分析之前对数据未做预处理，加之传统主成分分析法在数据处理方面本身存在一些缺陷。本文通过一章的内容专门分析了统计数据预处理问题，不仅得到了较满意的结果，同时提出了一些数据的预处理办法，并对传统主成分分析法提出一些修改建议。 论文针对张家口市四座水库和流域14个站点的10年水质资料进行主成分分析，对其主成分得分的时空变化和综合得分时空变化进行分析，并讨论了研究区域水质状况的变化趋势。根据张家口市地表水水质变化特征，对张家口市流域14个监测断面进行聚类分析，了解不同类型监测断面的生成和演变过程，描述不同类型监测断面在1996—2005年间的水质变化情况。 本文还对主成分综合评价结果进行了验证。结果表明，主成分综合评价法、模糊数学综合评价法、单因子评价法和单因子标识综合指数法的结果是比较相近的，说明了主成分分析法是一种可行的水质评价方法。最后对研究的结果进行了总结，并对研究区域的水环境治理问题提出了一些建议。