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 97
- Downloads 0
WULKANOKLASTY DOLNOKARBOŃSKICH FORMACJI SKALNYCH POMORZA ZACHODNIEGO
W dolnokarbońskich formacjach Pomorza Zachodniego występują interesujące pod względem petrograficznym osady zawierające fragmenty skał wulkanicznych (tzw. wulkanoklasty). W ten specyficzny materiał obfitują przede wszyst...
NOWE WYNIKI BADAŃ ZAWARTOŚCI NEUTRALNYCH PIERWIASTKÓW PROMIENIOTWÓRCZYCH W ŚRODOWISKU WODNYM W REJONIE KOWAR
W pracy przedstawiono nowe wyniki pomiaru naturalnych izotopów promieniotwórczych ( 238U, 234U, 226Ra, 228Ra i 222Rn) w próbkach wody pobranych ze sztolni po górnictwie uranowym, z rzeki Jedlica i potoków oraz z wybrany...
KONCEPCJA ODSALANIA WÓD TERMALNYCH W KONTEKŚCIE POPRAWY BILANSU WODNEGO. CZĘŚĆ II – WSTĘPNE WYNIKI BADAŃ
W pracy przedstawiono wyniki badań związanych z odsalaniem nisko zmineralizowanych wód termalnych eksploatowanych otworem Bańska IG 1 przy zastosowaniu dwu-hybrydowego systemu opartego na ultrafiltracji i odwróconej osmo...
Characteristics, stratigraphy and depositional environments of the Badenian–Sarmatian transition deposits from the SW margin of the Holy Cross Mountains – the profiles of the Busko (Młyny) PIG-1 and Kazimierza Wielka (Donosy) PIG-1 boreholes
Results of sedimentological and petrological studies of drill cores from two boreholes drilled in the northern part of the Carpathian Foredeep by the Polish Geological Institute in 2009–2010, accompanied by the complex p...
CHEMIZM WÓD PODZIEMNYCH W DOLNOPERMSKICH SKAŁACH WULKANICZNYCH MASYWU DZIKOWCA I LESISTEJ WIELKIEJ (GÓRY KAMIENNE, SUDETY) W ŚWIETLE WYNIKÓW MODELOWANIA GEOCHEMICZNEGO
Celem pracy było dokonanie ilościowej oceny procesów kształtujących skład chemiczny wód podziemnych, drenujących dolnopermskie skały wulkaniczne depresji śródsudeckiej, na podstawie wyników modelowania geochemicznego. Do...