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 95
- Downloads 0
OZNACZANIE STĘŻENIA GAZÓW W WODACH PODZIEMNYCH W WARUNKACH STATYCZNYCH
W artykule przedstawiono podstawy teoretyczne oznaczania stężenia gazów w wodzie podziemnej na podstawie pomiarów parametrów gazu znajdującego się w otworze na poziomie głowicy. Pomiary prowadzi się w warunkach statyczny...
FORMACJE I STRUKTURY SOLANKOWE PERSPEKTYWICZNE DLA SKŁADOWANIA CO[sub]2[/sub] W REGIONIE GÓRNOŚLĄSKIEGO ZAGŁĘBIA WĘGLOWEGO
W artykule przedstawiono ocenę możliwości lokalizacji składowisk CO[sub]2[/sub] w poziomach solankowych regionu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Na podstawie analizy budowy geologicznej oraz oceny parametrów zbiornikow...
WPŁYW BUDOWY AUTOSTRAD I DRÓG SZYBKIEGO RUCHU NA POZIOM WYDOBYCIA POSPOLITYCH KOPALIN SKALNYCH W POLSCE
Artykuł jest poświęcony wielowątkowej tematyce związanej z gospodarką kopalinami skalnymi użytkowanymi do produkcji kruszyw mineralnych, wykorzystywanych przy budowie i modernizacji sieci drogowej – w szczególności autos...
Methodology on the evaluation of disposable resources of medical waters from Muszyna region based on modelling in ArcGIS and Gms systems
GMS and ArcGIS were used to build a regional, multilayered model of the Muszyna region. A conceptual model performed in ArcGIS environment was transformed into a GMS numerical model. Local and regional flow systems were...
BADANIA IZOTOPOWE WÓD MINERALNYCH REJONU IWONICZ–RYMANÓW
Wody mineralne rejonu Iwonicza i Rymanowa charakteryzują się podwyższoną mineralizacją – około kilkunastu g/dm[sup]3[/sup] i znaczącym udziałem komponenty chlorkowej. W świetle wykonanych badań składy izotopowe tych wód...