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user: 4. 结果与分析 4.1. 综合水质评价函数 通过主成分分析得到综合水质评价函数。运用SPSS软件，将各项水质指标进行标准化处理，提取相关系数矩阵(表2)，并求得各个指标解释的总方差、累计贡献率(表3)、碎石图(图1)及初始因子荷载(成分)矩阵(表4)。主成分荷载矩阵需用初始因子荷载矩阵中相关数据除以主成分相对应特征值的平方根，求出3个主成分中每个指标对应的系数，得到相应的主成分荷载矩阵(表5)。 Table 2 Correlation coefficient matri 水温 流量 pH 电导率 溶解氧 COD Mn BOD 5 氨氮 石油类 COD 总氮 总磷 氟化物 六价铬 流量 0.558 1.000 0.287 −0.389 −0.630 0.464 −0.573 −0.530 −0.611 0.339 −0.403 −0.455 −0.211 −0.730 pH 0.624 0.287 1.000 −0.041 −0.645 0.908 0.037 −0.394 −0.675 0.647 0.237 0.620 0.595 −0.792 电导率 −0.740 −0.389 −0.041 1.000 0.579 −0.280 −0.470 0.540 −0.069 −0.477 −0.061 −0.083 −0.071 −0.047 水温 1.000 0.558 0.624 −0.740 −0.962 0.799 0.204 −0.806 −0.491 0.896 −0.098 0.266 0.308 −0.508 溶解氧 −0.962 −0.630 −0.645 0.579 1.000 −0.809 0.021 0.832 0.657 −0.923 0.315 −0.122 −0.197 0.621 COD Mn 0.799 0.464 0.908 −0.280 −0.809 1.000 −0.004 −0.728 −0.568 0.828 0.129 0.448 0.655 −0.779 BOD 5 0.204 −0.573 0.037 −0.470 0.021 −0.004 1.000 0.072 0.482 0.144 0.619 0.733 0.419 0.529 氨氮 −0.806 −0.530 −0.394 0.540 0.832 −0.728 0.072 1.000 0.272 −0.879 0.275 0.037 −0.377 0.421 石油类 −0.491 −0.611 −0.675 −0.069 0.657 −0.568 0.482 0.272 1.000 −0.466 0.456 0.037 0.163 0.842 COD 0.896 0.339 0.647 −0.477 −0.923 0.828 0.144 −0.879 −0.466 1.000 −0.204 0.299 0.436 −0.458 总氮 −0.098 −0.403 0.237 −0.061 0.315 0.129 0.619 0.275 0.456 −0.204 1.000 0.745 0.688 0.136 总磷 0.266 −0.455 0.620 −0.083 −0.122 0.448 0.733 0.037 0.037 0.299 0.745 1.000 0.747 −0.040 氟化物 0.308 −0.211 0.595 −0.071 −0.197 0.655 0.419 −0.377 0.163 0.436 0.688 0.747 1.000 −0.207 六价铬 −0.508 −0.730 −0.792 −0.047 0.621 −0.779 0.529 0.421 0.842 −0.458 0.136 −0.040 −0.207 1.000 表2. 相关系数矩阵 Table 3 Eigenvalue， contribution rate and cumulative contribution rat 成份 初始特征值 提取平方和载入 旋转平方和载入 合计 方差的% 累积% 合计 方差的% 累积% 合计 方差的% 累积% 1 6.663 47.596 47.596 6.663 47.596 47.596 4.708 33.631 33.631 2 3.750 26.788 74.383 3.750 26.788 74.383 4.068 29.056 62.687 3 2.049 14.634 89.017 2.049 14.634 89.017 3.686 26.330 89.017 4 0.778 5.560 94.577 5 0.759 5.423 100.000 6 1.201E−015 8.579E−015 100.000 7 7.145E−016 5.103E−015 100.000 8 1.887E−016 1.348E−015 100.000 9 9.003E−017 6.431E−016 100.000 10 1.702E−017 1.216E−016 100.000 11 −2.388E−016 −1.706E−015 100.000 12 −3.128E−016 −2.234E−015 100.000 13 −4.262E−016 100.000 14 −7.325E−016 −5.232E−015 100.000 表3. 特征值、贡献率及累积贡献率 Table 4 Initial factor composition matri 成份1 成份2 成份3 水温 0.927 电导率 −0.867 溶解氧 −0.865 −0.477 氨氮 −0.854 化学需氧量 0.835 六价铬 −0.951 石油类 −0.855 pH 0.788 0.514 高锰酸盐指数 0.588 0.693 流量 0.481 0.529 −0.511 总磷 0.959 总氮 0.859 氟化物 0.854 生化需氧量 −0.576 0.709 表4. 初始因子荷载(成分)矩阵 Table 5 Factor load matri 成份 水温 流量 pH 电导率 溶解氧 高锰酸 盐指数 生化需 氧量 氨氮 石油类 化学需 氧量 总氮 总磷 氟化物 六价铬 F 1 0.214 0.084 −0.062 −0.304 −0.179 0.042 0.134 −0.210 0.060 0.175 −0.072 −0.038 −0.015 0.084 F 2 −0.037 0.083 0.229 0.243 −0.020 0.149 −0.211 0.048 −0.242 −0.002 0.001 0.044 0.060 −0.279 F 3 0.000 −0.151 0.154 0.048 0.038 0.102 0.166 0.048 0.051 0.022 0.245 0.267 0.235 −0.009 表5. 主成分荷载矩阵 依据特征根大于1的原则，由表3及碎石图可以看出，有3个主成分的特征根大于１，旋转后第一主成分对总方差的贡献率为33.631%，3个主成分累计解释方差为89.017%，符合大于85%的信息抽取率。 由表4可知，第一主成分与水温相关性最高，与化学需氧量、高锰酸钾指数正相关，与电导率、溶解氧、氨氮负相关，溶解氧含量表明水体自净能力的强弱，一定程度反应水体的受污染程度，可代表季节性波动明显的水体因子，表明污染来自生活源和河流底泥；第二主成分与六价铬高度负相关，与石油类、生化需氧量负相关，与流量、高锰酸盐指数正相关，可表明污染来自工业源；第三主成分与总磷、总氮高度相关，与氟化物、生化需氧量正相关，与流量负相关，可表明浰河水质有富营养化加剧的风险。分析方差贡献率可知3个主成分方差贡献率接近，表明浰河水体受污染不是某方面原因，是多因素作用的结果。 图1. 碎石图 由上表5可知，F x 是特征向量与相对应系数的累和；由表3可知，三个主成分特征根分别为： λ 1 = 6.663 ， λ 2 = 3.75 ， λ 3 = 2.049 。 综上，可以得到浰河综合水质评价函数： F = [ λ 1 / ( λ 1 + λ 2 + λ 3 ) ] F 1 + [ λ 2 / ( λ 1 + λ 2 + λ 3 ) ] F 2 + [ λ 3 / ( λ 1 + λ 2 + λ 3 ) ] F 3 F = 0.534665 F 1 + 0.300915 F 2 + 0.16442 F 3 (1) 4.2. 水质等级评价 将所有月份采样点的因子值分别代入主成分分析得到的综合水质评价函数(1)，统计得到不同时期每个采样点的综合水质评价函数值F，其中污染严重程度随着得分的增大而增大。 根据图2对2017年浰河水质污染严重程度进行排序(7月 > 9月 > 5月 > 11月 > 3月 > 1月)，其中7月份污染最严重，1月份污染最轻。呈现出明显的季节性变化，与地表水环境质量标准评价结果一致。