多元聚类分析方法在大辽河口水质评价中的应用竺诗雨1，张秀梅2，张迎杰3，胡泓4（中国海洋大学环境科学与工程学院，山东青岛，266100）摘要：借助优秀的统计分析软件SPSS软件，使用主成分分析法对大辽河16个站位的水质调查结果进行主成分分析和聚类分析。根据各项水质指标对聚类得到的各段水质进行综合评价，确定每一段的污染等级。研究结果表明聚类分析方法能够更为准确地对水质进行评价。关键词：聚类分析；水质；综合评价ApplicationofmultivariateclustermethodonthewaterqualityanalysisofLiaoriverZhuShi-yu,ZhangXiu-mei,Zhangying-激e,HuHongCollegeofEnvironmentalScienceandEngineering，OceanuniversityofChina,Qingdao,ChinaAbstract:WiththeexcellentstatisticalanalysissoftwareSPSS,thewaterqualitysurveyresultsof16sitesofLiaoriverwasevaluatedbythemethodofclusteranalysis.Basedonvariouswaterqualityindex,makecomprehensiveevaluationtotheclassifiedsites,determinedthepollutionlevelofeachsegment.Theresultsshowedthatwaterqualitycouldbeevaluatedmoreaccuratelybymultivariateanalysis.Keywords:clusteranalysis;waterquality;comprehensiveevaluation.1引言水质环境质量评价的主要内容是根据水体的用途及水的物理、化学及生物的性质，按照一定的水质标准和评价方法，将参数数据转化为水质状况信息，获得水环境现状及其水质分布状况，对水域的水质或水体质量进行定性或定量的评定[1]。对于水质评价世界各国都有较为成熟的技术和方法，所不同的是：由于被评价的河流水环境情况不同而选用的指标参数往往有比较大的差异。一般的河流水质参数包括:温度、总悬浮物、pH值、电导率、溶解氧、生化需氧量、氨态氮、硝态氮、总磷、大肠杆菌、金属和有机化合物等，评价时可根据各河流或河段的水环境、水生态及水质监测资料情况进行增减[2]。由于水质系统是由多维因子组成的复杂系统，每一因子都从某一方面反映了水体质量状况，各因子对环境污染又有着不同的贡献率，并且因子间具有不同程度的相关性，因此单因子评价方法有很大的缺陷，而多因子综合评价有一定难度。所以，做好水环境质量评价工作，选取一种有效而又实用的方法是非常重要的。主成分分析方法(PrincipalComponentAnalysis，以下简称PCA法)正是一种将多维因子纳入同一系统进行定性、定量化研究，理论比较完善的多元统计分析方法。该方法应用于水环境质量评价中，对客观、准确、全面地评价水环境质量有很好的实用性。2研究区域概况---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---辽河河口三角洲位于辽宁省西南部辽河平原南端，由辽河、大辽河、大凌河等冲积而成。盘锦市是其主体和核心。盘锦市地处121°25′—122°31′E，40°39′—41°27′N，属于暖温带大陆性半湿润季风气候，降水丰富，多年平均降水量为611.6～640.0毫米。该地区地势平坦，地面高程小于7米，海岸地带地势低洼。区内共有大小河流21条，其中较大的是辽河、大辽河、绕阳河和大凌河，平原河曲发育，自然和人工湿地广布。本区海岸线长118千米，有泥质滩涂604平方千米，浅海水域分布着蛤蜊岗、黄沙岗等众多水下沙洲。该地区在大辽河、双台子河、大凌河等河流和海洋的交互作用下形成了面积巨大的河口生态系统[3]。图1大辽河河口区调查站位Fig.1SurveysitesofLiaoRiver3主成分分析3.1主成分的确定确定主成分的个数可以综合考虑三方面因素。①取所有特征值大于某一确定值的成分为主成分。一般确定该值为0.7。②根据累计贡献率达到的百分比值确定。选取85%，即累计贡献率达到85%以上，其含义是此前L个主成分所包含的信息占原始变量包含的总信息的85%，其余M~L个新变量对方差影响很小，我们认为可以接受，取前L个成分为主成分。③根据运行SPSS软件所生成的碎石图(ScreePlot)判断，ScreePlot是以按照特征值排列的大小序号为横轴，以特征值为纵轴的碎石图，典型的碎石图有明显的拐点，在拐点之前是与大因子连接的陡峭的折线,之后是与小因子相连的缓坡折线。一般取拐点前所有的因子及拐点后的第一个因子作为...