陈 浩，靖 争，倪智伟，罗慧萍，罗平安，李青云

(1.长江科学院 流域水环境研究所，武汉 430010； 2.长江科学院 流域水资源与生态环境科学湖北省重点实验室，武汉 430010； 3.中钢集团马鞍山矿山研究总院有限公司，安徽 马鞍山 243000)

1 研究背景

南水北调中线工程是缓解中国北方地区水资源短缺、实现水资源合理配置、保障经济社会可持续发展的重大战略性基础设施。自2014年通水以来，输水水质良好，绝大部分指标能够稳定达到地表水I类水质标准。现有研究基于实测资料，分析了主要水质指标浓度变化趋势，采用单因子评价法、综合污染指数法等方法评价了中线干渠水质状况，取得了一定成果[1-3]。然而，中线总干渠输水距离长，涉及区域广，周边水质影响因素复杂，水质监测指标众多，数据量巨大，存在识别和监管困难等问题。而现有的研究不能很好地解决管理监控中存在的这些问题。

为了及时发现干渠水质问题或潜在风险并进行针对性的风险管理，本文采用主成分-聚类分析的方法，对中线工程总干渠进行水质现状分析。采用主成分分析法[4-7]将各水质参数进行标准化处理后，通过线性变化，将多项水质参数指标组合成互相独立的综合指标(即主成分)，再以这些主成分来对监测断面采用聚类分析法进行分类。聚类分析是将研究对象按某些相似性进行分类，并进行系统研究的一种方法[8-9]，已成为河湖水质特征分析和水质分区的有效工具[10-13]。将主成分分析与聚类分析相结合，能有效提高聚类分析结果的可靠性，对于中线总干渠这种大尺度、多指标、高频次的高维数据聚类过程，能解决水质指标众多且相互关联复杂、样本的选取具有一定的主观性的问题。……