太湖流域漕桥河水质分析及污染物削减对策

论文总字数：40573字

摘 要

漕桥河是太湖十五条重要的入湖河流之一，分析漕桥河的污染物来源和水环境状况对于治理太湖流域污染有着重要的意义。

本文结合实际情况，在已知漕桥河2013-2014年水质监测数据的基础上，运用聚类分析法和主成分分析法分析水质数据；结合东南大学市政系对漕桥河的污染源调查报告，辅以google earth中漕桥河流域的卫星图像，对漕桥河流域污染因素进行判断分析；针对分析出的污染因素，提出污染物削减对策。

采用系统聚类的方法将漕桥河及其支浜共30个采样点分为三组，分别为以干流采样点构成的第一组、以支浜采样点为主的第二组以及仅有入太湖口闸口珠沙港的第三组。组一运用多元数据图表法与主成分分析法完成了漕桥河干流在时间和空间的上水质分析，通过贡献率达到93.1%的主成分得出研究对象在时间和空间序列上的污染程度排序。组二运用对比分析以及主成分分析对9条支浜进行了水质分析,确定了以主成分因子0.907居首的总磷为主要污染物。组三与地表水环境质量标准（GB3838-2002）对比分析了各水质指标的污染程度，其中以总氮污染最为严重，其含量远超Ⅴ类水标准，基本在Ⅴ类水限值3倍以上。最后结合了污染源调查报告和google earth卫星图像，判断分析了具体污染因素，得出该区域污染因素主要有工业点源污染，生活面源污染及农业面源污染。此外，客水及支浜对漕桥河水量和水质均会产生一定程度的影响，生态环境的破坏也导致了河流水环境的进一步恶化。

针对得出的污染因素，提出了以下五点污染物削减对策。

1）加强工业污染防治与工业污染源监控。

2）加强管网建设提高生活污水处理率。

3）采取措施控制和削减农业面源污染。

4）加强客水治理和监控，防止客水污染。

5）实施生态化整治与河道定期清淤。

关键词：漕桥河；水质；聚类分析；主成分分析；源解析

Water Quality Analysis and Pollution Reduction of Caoqiao River in Taihu Basin

Abstract

Caoqiao river is one of the fifteen big rivers which flow into Taihu Lake. Analyzing the sources of pollution of Caoqiao river and assessing its water quality status play an important role in controlling water pollution in Taihu.

This article applied cluster analysis and principal component analysis to the water quality data of Caoqiao river generated during 2013 to 2014. Research on pollution factors and satellite images also helped to determine where the pollution originates. After that, pollution reduction strategies were brought up.

Hierarchical clustering was used to classify 30 sampling sites of Caoqiao river and its tributaries into three groups. Group one consists of the sampling sites in Caoqiao river. Group two is made up of sampling sites in tributaries and group three only contains the site Zhusha harbor where Caoqiao river flows into Taihu. Through line charts and principal component analysis, pollution sequences of time and sites are obtained in group one according to the principal components which explain 93.1% of the total variance of the data sets. Comparison and principal component analysis were used to discover the main pollutants in group two. As a result, TP affords 97% right assignations and is the primary pollutant in nine tributaries. In group three, water quality status was evaluated based on Environmental Quality Standards for Surface Water (GB3838-2002), revealing the critical pollution, TN, whose concentration is three times larger than the limit value of class V. Finally industrial, municipal wastewater and agricultural runoff are identified as the major sources of river pollution with the help of Google earth and report of pollution sources research. Tributaries also have impact on water quantity and water quality of Caoqiao river. What’s more, destruction of ecosystem accelerates the water quality deterioration of Caoqiao river.

There are five solutions to deal with the water pollution mentioned above: 1) Building the monitoring network and controlling industrial pollution 2) Improving the wastewater treatment efficiency by constructing wastewater collecting system 3) Controlling and reducing pollution from agriculture 4) Monitoring and reducing water pollutants from tributaries 5) Recovering the self-purification ability of Caoqiao river and dredging the channel periodically.

KEY WORDS: Caoqiao river; water quality; cluster analysis; principal component analysis; Source apportionment

目录

第一章 绪论 5

1.1选题背景和意义 5

1.2国内外研究进展 5

1.3主要研究内容和技术路线 6

1.3.1主要研究内容 6

1.3.2技术路线 7

第二章 自然和社会经济概况 8

2.1 自然环境概况 8

2.1.1 地理位置 8

2.1.2 地形地貌 9

2.1.3 气候 9

2.2 社会经济概况 9

2.2.1 宜兴市 9

2.2.2 武进区 10

2.3水资源及水系概况 10

2.3.1 水资源概况 10

2.3.2 水系水文概况 10

第三章 漕桥河流域污染源现状 12

3.1 工业污染源现状 12

3.1.1 重点工业污染源及分布 12

3.1.2 区域工业污染源排放总量 15

3.1.3 区域工业污染的行业特征 16

3.2 生活污染源现状 16

3.3 农业面源现状 21

3.3.1 种植业污染源 21

3.3.2 养殖业污染源 22

3.3.3 农业面源总量 24

3.4污染物排放量及构成 24

3.5 客水污染情况 25

3.6亟待解决的问题 25

3.6.1 沿岸工业废水及生活污水有效处理率不高 25

3.6.2 农田沟渠系统生态功能亟待提升改造 26

3.6.3 其它污染不容忽视 26

3.6.4 水生生态系统的破坏 27

第四章 漕桥河水质分析 28

4.1 水质指标 28

4.2 水质分析依据标准 28

4.3 采样点分布 29

4.4水质分析过程 30

4.4.1研究对象聚类分组 30

4.4.2组一漕桥河干流水质分析 34

4.4.3组二漕桥河支浜水质分析 39

4.4.4组三入湖口水质分析 45

4.4.5结果分析 46

第五章 污染因素分析及其削减对策 48

5.1污染因素分析 48

5.1.1工业点源污染 48

5.1.2生活面源污染 48

5.1.3农业面源污染 48

5.1.4客水以及支浜的影响 48

5.1.5生态环境破坏 49

5.2污染物控制与削减对策 49

5.2.1 加强工业污染防治与工业污染源监控 49

5.2.2 加强管网建设提高生活污水处理率 49

5.2.3 采取措施控制和削减农业面源污染 50

5.2.4加强客水治理和监控，防止客水污染 50

5.2.5 实施生态化整治与河道定期清淤 50

第六章 结论与展望 51

6.1结论 51

6.2展望 51

参考文献 52

致谢 55

1. 绪论

1.1选题背景和意义

漕桥河位于江苏省宜兴市北部，全长21.5公里，其中2.5公里是与常州市武进区的交界河段。漕桥河上游与武宜运河相交，下游与太滆运河交汇经百渎港入太湖。沿岸区域工业较发达，人口密集，污染负荷较重，漕桥河及河网水质长期劣于Ⅴ类，在宜兴、武进交界区域的水质“变脸”现象频发，严重影响了周边百姓的正常工作和生活，对太湖造成污染影响。

太湖流域不但是国家确定的“三河三湖”水污染防治重点，更是江苏省环保工作的重中之重 ^[1]。漕桥河作为太湖上游需重点整治的主要入湖河道之一，针对其特殊的地理位置，特有的众多河流湖荡密布、关联的水文条件，研究漕桥河流域水环境质量与污染现状，以期为漕桥河流域的污染整治控源截污、生态治理提供依据。

1.2国内外研究进展

近十几年以来，经济迅速发展，人口大量增加，对于水的需求量越来越大，与此同时，水环境污染加重，导致很多国家和地区出现水危机。人类必须尽快解决如何控制和解决水环境污染问题，水质问题正在成为全球关注和研究的焦点问题^[2]。由此看来，采取合适的水资源保护措施、预防和治理水体污染已愈加重要。因此对水体做水质分析和污染因素分析有着重要的意义。

目前国内外水质分析和污染因素分析采用较多的是多元统计分析^[3]，简称多元分析，是处理总体呈多维概率分布的数理统计理论和方法。多元统计分析是经典统计学中演变出来一个分支，属于综合分析方法一类，也是是现代统计学应用十分活跃的一个分支，它能够分析若干对象和若干指标的统计规律，即使在这些指标或者研究对象互相关联的情况下，可以很好的满足水质分析多指标且互相关联的特点。

换个角度来看，多元分析就是某些方法的“混合体”，给出其准确的定义和对其所有方法进行分类是比较困难的，但是它可以同时探索和描述多个相关变量或者研究对象间的各种关系，且可以做到原有的信息量损失率为零，所以多元统计分析方法可以用来进行有效的深层次经济分析。

常用多元统计方法主要有：主成分分析、聚类分析、判别分析、多元回归分析等。

1)主成分分析

在水质分析中，需要采用多个水质指标来描述和探索水质状况，但由于这些水质指标之间往往具有相关性，与次同时很多水质指标相互间有重复信息，这给水质分析带来了很多不便。因此，满足这种处理多变量问题的方法主成分分析法应运而生。主成分分析法不但可以选取少量几个水质指标来代替原来较多的变量，而且可以提取主要成分，确定各水质指标对主要成分的贡献率。这几个主成分能较全面地反映原来多项水质指标的信息，同时相互之间不相关且不损失原有信息量。因此，主成分分析法成为了近些年了水质分析采用较多的一种水质分析方法^[4]。

2)聚类分析

聚类分析是数理统计中应用最广泛的一种分类方法，是研究“物以类聚”的一种方法。它根据研究对象的某些特征，用数学方法确定他们的亲疏关系，把相近的个体归为一类，从而降低分类时的主观性和任意性^[5.6]。

3)判别分析

判别分析是用于判别研究对象所属类型的一种多元统计分析方法。这种方法是在研究对象已经通过某种方法分成与若干类别的前提下，确定新的研究对象属于哪一类别的多元统计分析方法^[7]。

3)多元回归分析

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：40573字

相关图片展示：