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 96
- Downloads 0
EKSPERYMENTALNE MODELOWANIE DEPOZYCJI BURSZTYNU W STREFIE PRZYBRZEŻNEJ BASENU SEDYMENTACYJNEGO
W artykule zawarto wyniki obserwacji oraz wnioski odnoszące się do eksperymentalnego modelu depozycji bursztynu w strefie brzegowej basenu sedymentacyjnego. Dotyczą one zachowania się bursztynu w środowisku wód płynących...
INFILTRACJA EFEKTYWNA W OBSZARACH ODKRYWKOWEJ EKSPLOATACJI PIASKÓW
Infiltrację efektywną określono dla 22 cząstkowych zlewni podziemnych w zasięgu drenującego wpływu trzech odkrywkowych kopalń piasku. Powierzchnia zlewni podziemnych wahała się od 0,2 do 23,4 km2. Infiltrację obliczono...
DIAGENEZA KREDY JEZIORNEJ I GYTII W OSADACH HOLOCEŃSKICH PÓŁNOCNO-ZACHODNIEJ POLSKI
W artykule przedstawiono procesy diagenetyczne zachodzące w kredzie jeziornej i gytii z osadów holoceńskich północno-zachodniej Polski. Analizom poddano próbki pochodzące ze stanowisk Tarda (Pojezierze Iławskie) oraz Sul...
CZYNNIKI WARUNKUJĄCE ZMIENNOŚĆ SKŁADU FAZY GAZOWEJ SKŁADOWISKA ODPADÓW KOMUNALNYCH W OTWOCKU
Badania prowadzone na zrekultywowanym składowisku odpadów komunalnych w Otwocku wykazały aktywność procesów związanych z biochemicznymi przemianami substancji organicznej. Jednym z produktów tych przemian jest mieszanina...
NONSULFIDE ZINC DEPOSITS IN THE SILESIA-CRACOW DISTRICT
The discoveries of large nonsulfide zinc deposits and development of new technologies of zinc recovery resulted in renewed interest in the calamine ores worldwide. In Poland such ores have been exploited for centuries, b...