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

WATER AGES IN THERMAL SYSTEM OF THE PODHALE BASIN (INNER CARPATHIANS, SOUTHERN POLAND)

Karstified carbonates which outcrop in the Tatras, Inner Carpathians, southern Poland, and dip to the north under the flysch sediments of the Podhale Basin, represent the largest known renewable reservoir of thermal wate...

MAPY GEOŚRODOWISKOWE OBSZARÓW PRZYGRANICZNYCH JAKO NARZĘDZIE ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU REGIONU I OCHRONY DZIEDZICTWA GEOLOGICZNEGO

Jedną z form aktywności w ramach współpracy polsko-ukraińskiej jest opracowanie map geośrodowiskowych obszarów przygranicznych. Mapy takie wraz z syntetyczną informacją objaśniającą zawierają kompleksowe informacje o bud...

Sukcesja pyłkowa z profilu Czarnucha (Równina Augustowska) i jej znaczenie dla stratygrafii dolnego plejstocenu północno-wschodniej Polski

Metodą analizy pyłkowej zbadano serię osadów z głębokości 93,10–126,00 m z profilu wiertniczego Czarnucha. W sukcesji pyłkowej wyróżniono 26 lokalnych poziomów pyłkowych L PAZ, które stanowią podstawę do rozważań palinos...

OCENA WPŁYWU HUTY CYNKU „MIASTECZKO ŚLĄSKIE” NA JAKOŚĆ WÓD PODZIEMNYCH SERII WĘGLANOWEJ TRIASU GZWP LUBLINIEC–MYSZKÓW

W artykule scharakteryzowano stan aktualny i zmiany czasowe oraz zrożnicowanie przestrzenne wybranych wskaźników zanieczyszczeń w kompleksie wodonośnym serii węglanowej triasu w rejonie Huty Cynku „Miasteczko Śląskie” na...

INFORMACJA GEOLOGICZNA W NOWYM PRAWIE GEOLOGICZNYM I GÓRNICZYM

Prawo do informacji geologicznej jest majątkowym prawem podmiotowym i stanowi aktywo, czyli mienie. Na gruncie prawa geologicznego i górniczego informacja geologiczna, w tym dokumentacja geologiczna i koncesje, stanowią...

Download PDF file
  • EP ID EP64698
  • DOI -
  • Views 92
  • Downloads 0

How To Cite

Wiktor TREICHEL, Małgorzata KUCHAREK (2010). OPTIMIZATION OF GROUNDWATER QUALITY MONITORING NETWORK USING INFORMATION THEORY AND SIMULATED ANNEALING ALGORITHM. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 441(441), 193-200. https://europub.co.uk/articles/-A-64698