OPTIMIZATION OF GROUNDWATER QUALITY MONITORING NETWORK USING INFORMATION THEORY AND SIMULATED ANNEALING ALGORITHM
Journal Title: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego - Year 2010, Vol 441, Issue 441
Abstract
In this paper a methodology of assessment and optimization of groundwater quality monitoring network which takes into account the evaluation criteria derived from the Shannon information theory is presented. The fundamental criteria derived from this theory are: (1) the value of marginal information entropy, which is a measure of the amount of information containing in the data in a location of sampling point, and (2) the value of transinformation (mutual information) which measures the amount of information shared between each of two sampling points. Transinformation can be interpreted as an index of the stochastic dependence between the random variables corresponding to groundwater quality data recorded in different sampling points of monitoring network and shows the reduction of uncertainty included in one variable due to the knowledge of the other variable. In the optimization problem the objective function involving the value of transinformation of the investigated water quality parameters (Cl, Cu, Na) is minimized. To minimize the objective function the simulated annealing algorithm, which allows to find a satisfactory sub-optimal solution, was used. The proposed methodology was applied to optimize the groundwater monitoring network of contaminant reservoir Żelazny Most, one of the worlds biggest industrial waste disposal site, which collects post-flotation contaminants originating from copper ore treatment. The results show an increase in the effectiveness of the monitoring network by reducing the number of sampling points while maintaining an acceptable amount of information available in the network.
Authors and Affiliations
Wiktor TREICHEL, Małgorzata KUCHAREK
Keywords
Related Articles
- EP ID EP64698
- DOI -
- Views 103
- Downloads 0
MEGASPORE ZONES OF THE EPICONTINENTAL TRIASSIC AND JURASSIC DEPOSITS IN POLAND – OVERVIEW
The paper summarizes many years of studies on the distribution of megaspores in the epicontinental Triassic and Jurassic deposits of Poland. Eleven assemblages in the rank of assemblage zones, correlated with the standar...
WYSTĘPOWANIE TRICHLOROETENU I TETRACHLOROETENU W WODACH PODZIEMNYCH W REJONIE TARNOWSKICH GÓR
W badaniach prowadzonych od 1994 r. w rejonie Tarnowskich Gór rejestruje się w wodach węglanowego kompleksu wodonośnego triasu obecność trichloroetenu (TCE) i tetrachloroetenu (PCE). Źródłem tych związków są zakłady prze...
THE EFFECT OF TECTONIC DISCONTINUITIES UPON THE INTERNAL STRUCTURE OF COAL FROM SOME UPPER SILESIAN COAL BASIN COAL SEAMS OF PNIÓWEK, BORYNIA-ZOFIÓWKA AND BRZESZCZE
The petrographic features of hard coal coming from the Upper Silesian Coal Basin (USCB) coal seams are very different. Additionally some differences among them are associated with the influence of external tectonic facto...
ZASTOSOWANIE GEORADARU DO IDENTYFIKACJI POTENCJALNYCH ŹRÓDEŁ ZAGROŻEŃ GAZOWYCH ORAZ ROZPOZNANIA BUDOWY GEOLOGICZNEJ POKŁADU NAJSTARSZEJ SOLI KAMIENNEJ (NA1) W O/ZG POLKOWICE-SIEROSZOWICE
W KGHM Polska Miedź S.A. w O/ZG Polkowice-Sieroszowice jest wykorzystywana metoda georadarowa do rozpoznawania budowy geologicznej pokładu najstarszej soli kamiennej (Na1). Impulsem do zastosowania georadaru było pojawie...
BAZA DANYCH ORAZ SZCZEGÓŁOWY MODEL GEOLOGICZNY 3D DLA PODZIEMNEGO SKŁADOWANIA CO2 W REJONIE BEŁCHATOWA NA PRZYKŁADZIE STRUKTURY BUDZISZEWIC
Rozpoznanie formacji i struktur do bezpiecznego geologicznego składowania CO2 wraz z programem ich monitorowania wymagała budowy bazy danych oraz stworzenia modeli struktur geologicznych będących potencjalnymi zbiornikam...