博斯腾湖入湖水质分析与评价

第26卷 第4期2008年8月

石河子大学学报(自然科学版)

JournalofShiheziUniversity(NaturalScience)

Vol.26 No.4Aug.2008

文章编号:1007-7383(2008)04-0423-04

博斯腾湖入湖水质分析与评价

王开勇,杨 乐,庞 玮

(石河子大学农学院,新疆石河子832003)

摘要:博斯腾湖水质恶化和湿地生态系统退化严重影响博斯腾湖流域的地区发展。研究通过系统聚类法和综合污染指数法,对博斯腾湖2005~2007年入湖水质指标进行综合分析与评价。结果表明,2005~2007年综合污染指数有所下降,水环境质量略有改善;近三年影响博斯腾湖水质的主要影响因子是溶解性总固体、硫酸盐和氯化物,对水体污染的贡献最大,应继续加大农田排水和入湖河流的质量管理。关键词:博斯腾湖;水质;影响因子;评价中图分类号:Q89 文献标识码:A

博斯腾湖流域是新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州重要的粮、油、棉、瓜果、畜产及水产基地。自20世纪60年代以来,博斯腾湖水质开始碱化,使博斯腾湖湿地生态系统逐渐受损退化。博斯腾湖水质的恶化和流域生态环境的劣变,主要是资源开发不合理和管理不科学等人为因素和气候环境变化共同造成[1~3]。因此,对博斯腾湖入湖水质进行分析与评价,对从源头控制博斯腾湖水质质量具有重要的意义。

水质分析中常涉及多项指标和多个监测点,如何综合、客观评价水质质量至关重要。目前,常见评价方法有综合污染指数法、简单指数法、主成分分析法和聚类分析法等。而影响水环境质量的因素往往很多,采用单因子评价很难取得满意的结果,必须同时综合考虑多方面的因素。因此,水环境质量评价问题就是一个多维的复杂系统。综合污染指数法是评价水质质量的一种数量尺度,具有简明、可比等特点。但在综合评价时会掩盖污染因子内部特征、确定指数范围人为因素较大、指数值界限过于清晰与客观环境不等,评价时常会存在一定的片面性。而聚类分析是借相似性对事物样本进行类别划分,其做法是从所有可能的类别中找出最合理的与样本数据拟合或最符合问题要求的一种分类。

本研究将聚类分析与综合污染指数法相结合,应用于博斯腾湖入湖水质分析与评价,以期对博斯腾湖水环境治理,指导区域发展和决策提供理论依 收稿日期:2007-12-28

据。

1 材料与方法

研究以博斯腾湖调查的10项参数作为水环境

质量评价因子,以GB3838-2002 地表水环境质量标准 为主要评价标准,参考GB5084-92 农田灌溉水质标准 和GB5749-85 生活饮用水卫生标准 ,将博斯腾湖2005、2006、2007年开都河、黄水沟和清水河三个监测断面的水质指标观测数据进行系统聚类及污染指数评价。

1.1 数据标准化

由于观测数据量纲不同,且数据大小相差大,需将原始数据按公式(1)进行标准化处理,见表1。

Xi=Ci/Si

(1)

式(1)中:Xi为某污染物的污染指数;Ci为某污染物的实测浓度;Si为某污染物地面水环境质量标准的 级标准值。

1.2 聚类分析方法

为了客观地将污染状况相近的指标归为一类,研究以水质指标为样本、监测断面为变量进行聚类。目前已有大量的相似系数和距离公式,但在数值分类中比较常用的是少数。

对经过标准化的数据X矩阵,选择了具有较强分辨能力的卡方距离计算,见式(2)。

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dij=k {(xik-eijk)/eijk+(xjk-ejik)/ejik},(2)=1

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