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user: 3. 结果分析 3.1. 时空分布特征 2019年青衣江雅安干流段水质总体较好，能达到地表水Ⅲ类标准，支流河段水质较差，水质时空差异特征明显。水质时空变化特征如图3所示，图中监测断面数1~7分别为D 1 飞仙关镇、D 2 多营镇、D 3 濆江、D 4 陇西河、D 5 周公河、D 6 水中坝和D 7 龟都府。DO指标年内变化丰水期和枯水期浓度值较高，均满足地表水II类标准。COD Mn 指标浓度年内变化大，但均满足地表水II类标准，各监测断面以枯水期浓度值较低，丰、平水期浓度值较高。COD Cr 丰水期指标浓度值较低，各水期指标浓度均低于地表水III类限值。各断面BOD 5 指标丰水期浓度较其它水期偏高，10到12月浓度值最低。NH 3 -N、TN、TP 3项营养盐指标在枯水期时段浓度值较高，丰水期指标浓度较低，全年多月指标浓度均超地表水Ⅲ类限值。 从空间结构上看，2019年青衣江雅安段各断面水质指标变化明显，DO指标，浓度值越大水质越好，COD Mn 、COD Cr 、BOD 5 、NH 3 -N、TN、TP指标浓度值越低水质越好，从图3可知，D 3 、D 4 断面指标浓度低于其他断面；COD Mn 、COD Cr 、BOD 5 、NH 3 -N、TN、TP指标在D 3 、D 4 断面浓度均高于其他断面。根据青衣江雅安段水功能区划，该区水质应满足地表水Ⅲ类要求，在7个断面中DO、COD Mn 、COD Cr 能满足要求，D 4 断面6月时BOD 5 浓度4.86 mg/L，超标21.5%，D 4 和D 3 断面NH 3 -N指标浓度不能满足水功能区水质要求。D 4 和D 5 断面TN指标超标106%，除D 2 、D 7 全年多月TN指标能满足水功能区水质要求外，其余断面TN指标均为超地表水Ⅳ类限值，青衣江雅安城区河段TN指标污染较为严重。D 3 和D 4 断面TP指标明显高于其他断面，D 3 断面最大浓度值0.32 mg/L超标60%，其余断面均满足水功能区要求。 图3. 青衣江流域雅安段水质指标空间尺度变化趋势示意图 综上所述，青衣江雅安段干流水质总体较好，城区濆江、陇西河和周公河水质较差，丰水期水质优于平水期和枯水期。 3.2. 污染因子识别 将青衣江流域雅安段2019年7个监测断面7项水质指标进行主成分分析，对数据进行KMO和Bartlett球体检验，KMO值一般为0.6，根据Kaiser-Harris准则建议保留大于1的主成分，主成分相关系数大于0.7的指标和主成分显著相关 [ 11 ]，以飞仙关镇监测断面为例，结果如表2和表3所示。 Table 2 Correlation coefficient between water quality parameter DO COD Mn COD Cr BOD 5 NH 3 -N TN TP DO 1.000 COD Mn −0.228 1.000 COD Cr 0.118 −0.366 1.000 BOD 5 −0.845 0.476 −0.203 1.000 NH 3 -N 0.185 0.140 0.308 −0.051 1.000 TN 0.862 −0.287 0.155 −0.800 −0.014 1.000 TP −0.011 −0.785 0.713 −0.220 −0.031 0.194 1.000 表2. 水质参数间的相关系数 Table 3 Results of principal component analysis of water quality monitoring indicator 水质监测指标 主成分1 主成分2 主成分3 DO 0.786 −0.567 0.111 COD Mn −0.682 −0.496 0.337 COD Cr 0.510 0.614 0.430 BOD 5 −0.880 0.341 0.066 NH 3 -N 0.104 −0.025 0.940 TN 0.825 −0.432 −0.08 TP 0.579 0.783 −0.086 特征值 3.142 1.861 1.213 方差贡献率 44.887 26.591 17.331 表3. 水质监测指标主成分分析结果 注：因子荷载值 > 0.7显著相关，因子荷载值 > 0.5中等相关。 该断面提取的3个主成分方差累积贡献率为88.81%，7个断面主成分平均贡献率88.96%，提取的主成分已解释了原始水质指标信息的85%以上，说明提取的主成分能够很好地反映青衣江流域雅安段水质信息。 第一主成分平均贡献率为46.25%，主要包括了DO、BOD 5 、COD Mn 、TN，其中DO、TN和主成分呈显著正相关，COD Mn 和BOD 5 与主成分呈显著负相关；第二主成分平均贡献率为24.45%，主要包括了COD Cr 、TP，它们与主成分呈正相关；第三主成分贡献率为18.26%，主要包括了氨氮，与主成分呈显著正相关。 将各监测断面主成分分析结果的特征值带入主成分得分因子线性方程，表达式如下： Z 1 = 0.25 x 1 − 0.217 x 2 + 0.162 x 3 − 0.280 x 4 + 0.033 x 5 + 0.262 x 6 + 0.184 x 7 ; (6) Z 2 = − 0.305 x 1 − 0.266 x 2 + 0.330 x 3 + 0.183 x 4 − 0.013 x 5 − 0.232 x 6 + 0.421 x 7 ; (7) Z 3 = 0.091 x 1 + 0.278 x 2 + 0.354 x 3 + 0.054 x 4 + 0.775 x 5 − 0.066 x 6 − 0.071 x 7. (8) 式中：Z 1 、Z 2 、Z 3 分别表示第一、二、三主成分；x1~x7表示水质指标。主成分得分情况可以定量化的对水环境质量进行描述，得分值越高，表明污染越严重，各断面得分情况如下图4所示。 图4. 监测断面主成分得分 第一主成分解释了TN、DO、BOD 5 、COD Mn 的污染状况，结合污染因子时空分布图3可知，7个断面DO、BOD 5 、COD Mn 指标实测浓度值都满足地表水III类标准，只有TN指标浓度严重超标，据此第一主成分得分说明各监测断面TN污染情况，从图3可知，除D 2 和D 7 得分值较低外，其余断面得分值较高，特别是D 1 、D 3 、D 4 断面。飞仙关镇、陇西河和濆江段TN值较高，主要是因为飞仙关镇是雅安主要的粮食产区和畜禽养殖的集中地，濆江和陇西河段上游有较多小型工厂和居民区，污水管网老化损坏严重。由于受农业面源污染和生活污水的影响所以TN指标浓度值较高。 3.3. 水质评价 青衣江流域雅安段2019年水质评价结果，见下表4。 Table 4 Evaluation results of comprehensive water quality labeling inde 时间 监测断面 单因子水质标识指数 P 综合评价结果 DO COD Mn COD Cr BOD 5 NH 3 -N TN TP D1 1.00 1.02 1.18 1.05 2.27 4.81 1.18 3.30 III 枯 D2 1.00 1.00 1.00 1.00 1.13 3.66 1.13 2.54 II D3 2.83 2.02 1.00 1.02 2.49 6.81 4.87 4.55 IV 水 D4 1.80 1.06 1.01 2.17 3.51 7.18 3.53 5.04 V D5 1.01 1.00 1.00 1.00 2.32 6.14 1.18 4.05 IV 期 D6 1.00 1.00 1.00 1.00 1.05 3.67 1.11 2.54 II D7 1.00 1.00 1.00 1.00 1.04 3.65 1.11 2.53 II D1 1.00 1.00 1.00 1.00 2.49 4.81 1.18 3.30 III 平 D2 1.00 1.00 1.00 1.00 1.07 3.64 1.08 2.52 II D3 1.11 1.04 1.00 1.03 2.43 6.49 3.53 4.43 IV 水 D4 1.15 1.09 1.02 2.24 2.47 6.60 1.16 4.42 IV D5 1.00 1.01 1.00 1.00 2.36 6.07 1.16 4.01 IV 期 D6 1.00 1.00 1.00 1.00 1.10 3.68 1.13 2.54 II D7 1.00 1.00 1.00 1.00 1.06 3.70 1.13 2.55 II D1 1.00 1.00 1.00 1.00 2.44 3.58 1.13 2.58 II 丰 D2 1.00 1.00 1.00 1.00 1.10 3.58 1.10 2.48 II D3 1.06 1.02 1.01 1.00 2.46 6.31 2.29 4.23 IV 水 D4 1.05 1.07 1.05 2.12 2.44 6.62 2.26 4.49 IV D5 1.00 1.00 1.00 1.00 2.41 4.93 1.16 3.35 III 期 D6 1.00 1.00 1.00 1.00 1.10 3.56 1.18 2.58 II D7 1.00 1.00 1.00 1.00 1.10 3.63 1.16 2.52 Ⅱ 表4. 综合水质标识指数评价结果 综合水质标识指数评价结果显示，2019年青衣江雅安段除D 3 (濆江)、D 4 (陇西河)、D 5 (周公河)断面水质不达标全年多月处于地表水IV~V类污染严重，其余断面水质满足地表水III类标准。从各监测断面单因子水质标识指数P值大小可知，枯水期条件下濆江、陇西河和周公河断面TN指标P值分别为6.81、7.18、6.14属劣V类污染严重，飞仙关镇断面TN指标P值为4.81属IV类中度污染；濆江断面TP指标P值4.87属中度污染。平水期时段濆江、陇西河和周公河断面TN指标P值有所下降，但均处于地表水V类标准值之上。丰水期时段除周公河断面TN指标下降明显外，其余断面变化不大，TP指标各断面均能达到地表水III类标准，其余指标均达到要求。 根据水质评价结果和水质指标时空分布特征可知，青衣江雅安段以连续性氮污染为主，主要是城区上游段飞仙关镇农业面源污染造成的N素迁移，加上城区河段的累积，导致了全区河段TN指标浓度较高。城区支流的周公河、濆江和陇西河由于受到上游水电站开发和截流导致了下游河段枯、平水期水量较小，加之径流量受季节性降雨影响较大和河道沿岸生活污水的无序排放使得河道污染更加严重。