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 101
- Downloads 0
Cechy geochemiczne utworów pogranicza badenu i sarmatu w otworach wiertniczych Busko (Młyny) PIG-1 i Kazimierza Wielka (Donosy) PIG-1 z północnego obrzeżenia zapadliska przedkarpackiego
Środkowomioceńska pokrywa utworów ewaporatowych zapadliska przedkarpackiego jest złożona z grubej serii morskich facji klastycznych. Ten dość monotonny kompleks litologiczny odznacza się na znacznej części tego regionu c...
[sub][/sub]Changes in the main exploitation parameters of the medicinal water from selected spas in the Kłodzko Land due to extremely high precipitation in 1997–1998
The article presents the results of variability analysis of exploitation parameters of medicinal water from Kudowa Spa, Duszniki Spa and Polanica Spa. The results of observation of exploitation parameters (mainly from th...
MODEL MATEMATYCZNY FLUIDYZACJI STREFY HYPOREICZNEJ
W strefie hyporeicznej dokonuje się wymiana wód powierzchniowych i podziemnych. W warunkach drenażu wód podziemnych, przy wzroście gradientu hydraulicznego, może dojść do fluidyzacji tej strefy. W artykule przedstawiono...
Wybrane problemy monitoringu w zlikwidowanych kopalniach węgla kamiennego w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym
W artykule przedstawiono problematykę konieczności odwadniania zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. Ze względu na istniejące połączenia między czynnymi i zlikwidowanymi kopalniami stał...
SEZONOWA ZMIENNOŚĆ ŁADUNKU AZOTU W WODACH OPADOWYCH NA TERENIE KRAKOWA
W artykule autorzy prezentują wyniki kilkuletnich badań jakości wód opadowych prowadzonych w dwóch punktach Krakowa. Szczegółowej analizie poddano zmienność stężeń związków azotu. Na wykresach zobrazowano zmienność sezon...