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Stochastic Optimization for an Analytical Model of Saltwater Intrusion in Coastal Aquifers

机译：沿海含水层盐水入侵分析模型的随机优化

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摘要

The present study implements a stochastic optimization technique to optimally manage freshwater pumping from coastal aquifers. Our simulations utilize the well-known sharp interface model for saltwater intrusion in coastal aquifers together with its known analytical solution. The objective is to maximize the total volume of freshwater pumped by the wells from the aquifer while, at the same time, protecting the aquifer from saltwater intrusion. In the direction of dealing with this problem in real time, the ALOPEX stochastic optimization method is used, to optimize the pumping rates of the wells, coupled with a penalty-based strategy that keeps the saltwater front at a safe distance from the wells. Several numerical optimization results, that simulate a known real aquifer case, are presented. The results explore the computational performance of the chosen stochastic optimization method as well as its abilities to manage freshwater pumping in real aquifer environments.
机译：本研究实施了一种随机优化技术，以优化管理沿海含水层的淡水抽运。我们的模拟利用了众所周知的尖锐界面模型对沿海含水层中的海水入侵及其已知的分析解决方案。目的是使井从含水层中抽出的淡水总量最大化，同时保护含水层免受盐水入侵。在实时处理此问题的方向上，使用ALOPEX随机优化方法来优化井的抽水速度，并结合基于惩罚的策略使盐水前沿保持在距井安全距离的位置。给出了一些数值优化结果，它们模拟了一个已知的实际含水层情况。结果探索了所选择的随机优化方法的计算性能，以及在实际含水层环境中管理淡水泵送的能力。

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