清水河为永定河水系洋河支流，清水河发源于河北崇礼县桦皮岭南麓，主要由东沟、正沟和西沟三条支流组成，流经张家口市大境门外与元宝山西沟汇合，在张家口市区南部清水河村1.8Km处汇入洋河，经洋河汇入官厅水库.

林熙每周都会到位于北京市亮马桥商圈内的官舍商场地下一层逛市集。这个市集可不是普通菜市场，而是有个特点——这里的农夫只卖自家种的蔬果，他们不是中间商，因此对蔬果极为了解，讲起种植经历，他们的话一串串止不住。市集有个有趣的名字：“F2N MARKET从农场到邻居”农夫市集。

本文基于“十三五”重大水专项京津冀区域永定河-北运河、白洋淀-大清河生态廊道构建的大背景下，永定河水系水质改善显得非常重要.本文运用主成分分析的方法对清水河2012-2015年主要监测指标进行研究，分析清水河水质污染状况，识别主要污染因子，为清水河实现有针对性的污染治理、水质预测和清水河的可持续发展利用提供参考依据，为恢复官厅水库饮用水水源地功能建设做贡献.

其中 InitQueue()、EmptyQueue()、EnQueue()、OutQueue()和GetHead()分别是队列的初始化、判断队列是否为空、入队、出队、取队首元素的队列基本操作。具体代码分别如图7，图8，图9，图10，图11所示。

1 水质监测情况

1.1 清水河概况

清水河全长109Km，流域总面积2380Km2，其支流西沟流域植被稀少，大部分为荒山秃岭，岩石裸露，水土流失严重，枯水季节断流现象严重；东沟和正沟流域植被较好、覆盖率大，生物多样性良好，涵养水源的能力较高，清水河被誉为张家口市的母亲河，承担着泄洪任务，2006年至今清水河主城区及下游段已修建橡胶坝31道和5道拦沙坝[1]，通过一系列整治，清水河沿岸生态环境得以改善.

1.2 水质监测点布设及监测指标

表3、表4分别为清水河老鸦庄和北泵房监测断面的8项主要水质指标的统计数据.由表3、表4可以看出，溶解氧、高锰酸盐指数和生化需氧量的标准差较大，清水河水质在上述3项指标中表现出较明显的差异.老鸦庄监测断面溶解氧最小值为3.20，略高于Ⅳ类水标准(地表水环境质量标准GB3838-2002)，标准差为1.782，极值比为2.813；生化需氧量最大值为5.40，略微高于Ⅳ类水标准，标准差为1.726，极值比为10.8；流经张家口市区对清水河的溶解氧、高锰酸盐指数、生化需氧量等指标监测数据增大，说明在下一步清水河水污染防治与水环境治理过程中，应该按照“区别对待”的原则，针对主要污染因子实施针对性治理.

依据清水河地理环境特征和国家水质监测点布设相关规定，分别在张家口市入市区设置监测断面和出市区监测断面，结合现有的老鸦庄和北泵房监测断面共设4个水质监测断面，又根据水面宽和不同水深布设左、右两条垂线.

主成分分析又称主分量分析法，是将原来众多具有一定相关性的指标重新组合成一组新的互相无关的综合指标来代替原来的指标[3].主成分分析是把多指标转化为少数几个综合指标即主成分，其中每个主成分都能反映原始变量的大部分信息，在多指标变量问题的研究中，由于每个指标或多或少反映了所研究问题的某些信息，且指标间具有一定的相关性，因此所得的统计数据所反映的信息在一定程度上有重叠.因此从原始变量中导出少数几个主成分，尽可能多的保留原始变量的信息，且彼此互不相关.主成分分析方法的主要计算步骤如下：

1.2.2 监测情况

在布设的监测断面中，老鸦庄监测断面能较好的反应张家口市区对清水河的水质影响以及水质状况变化.本文通过对清水河监测断面的主要水质因子进行预测，做到对清水河水质状况变化的预测.由于清水河流域位于北方寒冷地区，多年监测资料显示一月、二月、三月和十二月存在河流封冻状况.数据采用2012-2015年老鸦庄和北泵房监测断面各测点的月平均监测值，选取PH值、溶解氧、高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮、总磷、铅和汞为主要指标，老鸦庄和北泵房监测断面水质指标多年月平均原始数据详见表1、表2.

2 水质分析

2.1 主成分分析基本原理

第四，重视专业课教师在人体生命科学馆中的作用。通常情况下，人体生命科学馆在正常工作日的上课时间，职业技术学校的有关班级与带教老师进行正常的教学活动。在此期间，外来人员进行参观与学习过程中，需要专门的专业课教师给以引导与讲解，一方面错开教学活动；另一方面将专业知识传授给参观人员。在非教学时间，专业课教师同样需要在人体科学馆值班，一方面指导学生的学习，进行答疑；另一方面，进行登记与管理，严格遵循人体生命科学馆的规章制度，确保人体生命科学馆的正常运行。

(2)计算相关系数矩阵和相关矩阵R的特征值和特征向量.

(1)根据研究问题选取指标与数据.

(3)确定主成分个数m和主成分的累计贡献率，使得累计贡献率>80%；取m为相关矩阵的所有特征值中>1的数[4]，可用这几个主成分代替原来所有变量，不会损失很多信息.

2.2 水质分析

2005年以前清水河按照枯水期、丰水期和平水期3个时间段进行监测，每个水期采样2次，共计取样6次.2006年起开始水功能区监测，由最初的每个水期取样2次增加到每月1次，共计12次.监测项目有PH、溶解氧、高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮、阴离子表面活性剂和粪大肠菌群等25项.2006年开始由环境监测站承担监测任务，项目增加了总氮，分析方法执行国家规定的标准分析方法，评价标准为《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)[2].

 

表1 老鸦庄监测断面水质指标2012-2015年月均值

  

月份PH溶解氧mg/L高锰酸盐指数生化需氧量mg/L氨氮mg/L总磷mg/L铅mg/L汞mg/L四月份五月份六月份七月份八月份九月份十月份十一月份75676276071574879381276727832657686749024322863528264739143310320654051202010249023302350138028003380549019016011025020008017003002004003002002002002002005005005005005005005005

 

表2 北泵房监测断面水质指标2012-2015年月均值

  

月份PH溶解氧mg/L高锰酸盐指数生化需氧量mg/L氨氮mg/L总磷mg/L铅mg/L汞mg/L四月份五月份六月份七月份八月份九月份十月份十一月份77279176871277279076885467084063063066059059058046014031031038032026028006014015013006007006007000380243015702210192016901840162026023026013020022015014002002002002002002002002005005005005005005005005

1.2.1 监测断面

 

表3 清水河老鸦庄断面水质指标描述统计量

  

指标极小值极大值平均值标准差PH溶解氧高锰酸盐指数生化需氧量氨氮总磷铅汞71503200240005000138003000200050812090006350540005490250004000507633716335942075027801490024005002901782134917260124007100070000

 

表4 清水河北泵房断面水质指标描述统计量

  

指标极小值极大值平均值标准差PH溶解氧高锰酸盐指数生化需氧量氨氮总磷铅汞712580140060003801300200285484046015002402600200577837648753075009250017080198800200005000391308408092390399100612005280000000000

预测是很重要的一步，也是跟写作相关的一个思考过程，看看这样一个标题，如果是学生自己会以什么样的思路展开文章。

根据清水河水质指标描述统计量和多年老鸦庄断面和北泵房断面监测数据显示，汞的监测数据常年为0.05mg/L，铅的月平均数据均小于0.05mg/L(地表水Ⅲ类水水质标准)，故在主成分分析是不对其进行考虑.计算相关系数矩阵，各指标的主成分特征值、贡献率及累计贡献率详见表5、表6.

 

表5 清水河老鸦庄断面水质指标主成分特征值、贡献率及累计贡献率

  

指标特征值百分率累计贡献率特征值百分率累计贡献率12345622621335114406840554002037700222541907411405923803303770059954790289443399670100000226213351144377002225419074377005995479028

特征值表示主成分对指标变量影响力度的大小，若特征值小于1，则说明该主成分的解释力度不够[5].用SPSS软件对水质指标方差进行特征值分析，详情见表5、表6.由主成分分析法中的选取原则，主成分1、2、3的特征值大于1，可知前3个主成分基本代表了以上指标的大部分信息，选取前3个主成分作为水质分析对象.

用SPSS软件对原始数据处理，可知：决定第一主成分大小的指标主要是：PH、溶解氧、氨氮；决定第二主成分的指标是：生化需氧量、高锰酸盐指数、总磷、铅.综上，选定前两个主成分的主要决定因子即PH值、溶解氧(DO)、氨氮(NH3-N)、生化需氧量(BOD)、高锰酸盐指数(CODMn)作为影响清水河水质及水质恶化的主要限制因子.

综上所述，在整个建筑工程施工过程中，使用相应的施工技术以及现场管理策略显得尤为重要，可避免整个工程质量受到影响。因此，在实际工作开展上，人们应该以工程建设具体要求为主，对施工技术进行合理选择，并通过管理工作将施工中存在的问题解决，做到建筑质量以及企业经济效益的提升。

 

表6 清水河北泵房断面水质指标主成分特征值、贡献率及累计贡献率

  

指标特征值百分率累计贡献率特征值百分率累计贡献率1234562527160111560436017701034211626686192677270294917124211668802880699533998288100000252716011156421162668619267421166880288069

3 结 语

本文通过主成分分析得出了影响清水河水质的几个主要因子，与多年实测资料相比较，这些指标可以作为清水河水质变化的主要限制因子，重金属离子铅多年检测值随时间变化较小.由于水质随时间、污染物浓度等的迁移转化，以及水质随补充水源的变化，以上选取几项常规水质指标进行分析，再加上水质外在影响因素不是一成不变，不能完全代表水质情况，随着张家口市清水河水质监测技术及监测指标的不断完善，运用主成分分析的方法对水质进行分析和水质预测、水质污染控制提供科学依据.近几年清水河水质经历一系列治理得以改善，但水体污染防治工作仍为今后的重点，清水河水质改善，为恢复官厅水库的饮用水水源地功能做出贡献，为张家口市生态环境建设做出贡献，更好推进京津冀生态环境建设.

参 考 文 献

[1]韩广宗,倪凤英.改善张家口市清水河[J].河北建筑工程学院院报,2010,28(2)：67～69

[2]中国环境科学研究院．地表水环境质量标准(GB3838-2002)[S].北京：中国环境科学出版社,2002

[3]王亚平,刘建东,史玉强,等.辽宁大伙房水库水质动态变化研究.环境保护与循环经济[J].2008(6)：49～51

[4]吕晋,邬红娟,林济东,等.主成分及聚类分析在水生态系统区划中的应用[J]．武汉大学学报(理学版),2005,51(4)：461

[5]杨竟，童祯恭，刘玉哲.SPSS软件对饮用水进行主成分分析评价的运用[J].环境科学与技术.2011,34(7)：171～174