| 北京市平原区浅层地下水碳储存量计算及影响因素分析 |
| Calculation of Shallow Groundwater Carbon Storage and Analysis of Influencing Factors in the Plain Area of Beijing |
| 投稿时间：2024-07-24 修订日期：2024-11-01 |
| DOI：10.19316/j.issn.1002-6002.2026.01.21 |
| 中文关键词: 北京市平原区 浅层地下水 地下水碳储存量 机器学习 支持向量机 |
| 英文关键词:Beijing plain area shallow groundwater groundwater carbon storage machine learning support vector machine |
| 基金项目:北京市地下水监测网运行项目(11000022T000000440194) |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 张旭航 | 北京市地质环境监测所, 北京 100195
北京市地下水环境监测与保护创新工作室, 北京 100195
城市地下水安全防控技术创新基地, 北京 100195 | | | 杨庆 | 北京市地质环境监测所, 北京 100195
北京市地下水环境监测与保护创新工作室, 北京 100195
城市地下水安全防控技术创新基地, 北京 100195
北京师范大学水科学研究院, 北京 100875 | yang_qing@139.com | | 李方震 | 北京市地质矿产勘查院, 北京 100195 | | | 赵微 | 北京市地质环境监测所, 北京 100195
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城市地下水安全防控技术创新基地, 北京 100195 | | | 王奂玲 | 北京市地质环境监测所, 北京 100195
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城市地下水安全防控技术创新基地, 北京 100195 | | | 孙炳蔚 | 北京市地质环境监测所, 北京 100195
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城市地下水安全防控技术创新基地, 北京 100195 | | | 刘辛初 | 北京市地质环境监测所, 北京 100195
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城市地下水安全防控技术创新基地, 北京 100195 | | | 赵杰 | 北京市地质环境监测所, 北京 100195
北京市地下水环境监测与保护创新工作室, 北京 100195
城市地下水安全防控技术创新基地, 北京 100195 | |
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| 中文摘要: |
| 地下水的碳储存潜力巨大,然而很少有研究关注影响地下水碳储存量的因素。为了解决这一问题,建立了3个支持向量机机器学习模型,利用399个地下水样品对应的气候特征、水文地质特征、监测井特征、地下水物理特征和地下水化学特征5类共29个变量的监测数据,模拟研究区的地下水碳储存量分布,并利用互信息法和不同模型分析变量重要性。结果显示,模型Ⅰ精确地模拟了北京市平原区浅层地下水单位面积碳储存量的分布,模拟结果的决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)分别为0.99和13.71 g/m2;北京市平原区浅层地下水碳储存估算量为2.75×106 t;研究区单位面积地下水碳储存量主要集中在300.00~900.00 g/m2区间,对应的面积为4 090.58 km2,对应的碳储存量(1.87×106 t)占碳储存总量的68.00%;浅层地下水碳储存量受地下水化学特征影响更大。研究结果不仅可助力北京市达成应对气候变化的减排目标,还可为地区经济增长开辟新路径。 |
| 英文摘要: |
| Groundwater holds immense potential for carbon storage,yet few studies have addressed the factors influencing groundwater carbon storage capacity.To address this gap,three support vector machine (SVM) models were developed to simulate the distribution of groundwater carbon storage in the study area.The models utilized monitoring data from 399 groundwater samples,encompassing 29 variables across five categories: climatic characteristics,hydrogeological characteristics,observation well characteristics,groundwater physical properties,and groundwater chemical properties.The mutual information method and different models were employed to analyze variable importance.The results indicate that the established Model Ⅰ accurately captured the spatial distribution of shallow groundwater unit-area carbon storage in Beijing's plain area,with a coefficient of determination (R2) of 0.99 and a root mean square error (RMSE) of 13.71 g/m2 for the simulation.The estimated total shallow groundwater carbon storage in Beijing's plain area is 2.75×106 t,with most unit-area carbon storage ranging from 300.00 to 900.00 g/m2,covering an area of 4090.58 km2 and accounting for 1.87×106 t of carbon storage,which represents 68.00% of the total.Shallow groundwater carbon storage is more strongly influenced by groundwater chemical properties than by other factors.This study not only supports Beijing's efforts to meet carbon reduction targets in response to climate change,but also offers potential pathways for regional economic development. |
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