基于多元统计的引黄水库沉沙条渠泥沙与水质的变异分析

摘要

以济南市引黄供水鹊山水库沉沙条渠为研究对象，测定了9个断面(Y1~Y9)表层水体中的含沙量、总有机碳、总磷、总氮、叶绿素a等19个水质指标。运用主成分分析法和聚类分析法分别探讨水体的主要污染因子及监测断面的沿程归类，并通过室内模拟实验分析了泥沙对水体中N、P浓度的影响。结果表明，沉沙条渠中的水质总体特征以Ⅱ类水和Ⅲ类水为主，其中，超标水质指标主要为TN，达到劣V类水标准，P为藻类生长的限制因子。19个水质指标可由6个主成分来反映，其贡献率分别为：F1(TN、NH3-N、NO3-N、NO2-N、总碱度、Br-、硫酸盐)34.41％，F2(含沙量、浊度、色度、电导率)22.78％，F3(pH和UV254)13.95％，F4(TP)6.280％，F5(CODCr)4.990％和F6(Chl—a)4.830％I 9个监测断面归为4类，相应地整个沉沙条渠可划分为4个功能区：入渠布水区(Y1、Y2、Y3)，快速沉降区(Y4、Y5)、缓慢沉降区(Y6、Y7、Y8)和出水稳定区(Y9)。此外，水质与泥沙关系的室内模拟实验表明，条渠来水的P浓度随着泥沙颗粒的沉降而降低，TP在0~15h内快速下降，而后缓慢下降，30h内基本达到平衡;而泥沙颗粒对水中N浓度基本没有影响。