A geostatistical methodology for the optimal design of space-time hydraulic head monitoring networks and its application to the Valle de Queretaro aquifer

H. E. Jiinez-Ferreira; G. S. Herrera

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A geostatistical methodology for the optimal design of space-time hydraulic head monitoring networks and its application to the Valle de Queretaro aquifer

机译：时空水头监测网络优化设计的地统计学方法及其在瓦尔克雷塔罗蓄水层的应用

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This paper presents a new methodology for the optimal design of space-time hydraulic head monitoring networks and its application to the Valle de Queretaro aquifer in Mexico. The selection of the space-time monitoring points is done using a static Kalman filter combined with a sequential optimization method. The Kalman filter requires as input a space-time covariance matrix, which is derived from a geostatistical analysis. A sequential optimization method that selects the space-time point that minimizes a function of the variance, in each step, is used. We demonstrate the methodology applying it to the redesign of the hydraulic head monitoring network of the Valle de Queretaro aquifer with the objective of selecting from a set of monitoring positions and times, those that minimize the spatiotemporal redundancy. The database for the geostatistical space-time analysis corresponds to information of 273 wells located within the aquifer for the period 1970-2007. A total of 1,435 hydraulic head data were used to construct the experimental space-time variogram. The results show that from the existing monitoring program that consists of 418 space-time monitoring points, only 178 are not redundant. The implied reduction of monitoring costs was possible because the proposed method is successful in propagating information in space and time.

机译：本文为时空液压头监测网络的优化设计提供了一种新方法，并将其应用于墨西哥的瓦莱德克雷塔罗含水层。时空监测点的选择是使用静态卡尔曼滤波器和顺序优化方法组合完成的。卡尔曼滤波器需要一个时空协方差矩阵作为输入，该矩阵是从地统计分析得出的。在每个步骤中，都使用一种顺序优化方法，该方法选择使时差函数最小的时空点。我们演示了将其应用于瓦莱德克雷塔罗含水层水力压头监测网络的重新设计的方法，其目的是从一组监测位置和时间中进行选择，以最大程度地减少时空冗余。地统计时空分析数据库对应于1970-2007年期间位于含水层内的273口井的信息。总共1,435个液压头数据被用于构建实验时空变异图。结果表明，在由418个时空监视点组成的现有监视程序中，只有178个不是多余的。由于所提出的方法可以成功地在时空上传播信息，因此可以暗示减少监视成本。

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来源
《Environmental Monitoring and Assessment》 |2013年第4期|3527-3549|共23页
作者
H. E. Jiinez-Ferreira; G. S. Herrera;
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作者单位

Maestria en Ingenieria Aplicada,Universidad Autonoma de Zacatecas,Av. Ramon Lopez Velarde No. 801, Carretera a la Bufa,C.P. 98010, Zacatecas, Mexico;

Geophysics Institute, National University of Mexico,Ciudad Universitaria, Del. Coyoacan,CP 04510, Mexico City, Mexico;

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收录信息美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《化学文摘》(CA);
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
optimal monitoring network-design; space-time geostatistics; kalman filter; hydraulic head;

机译：最佳监控网络设计;时空地统计学卡尔曼滤波液压头;

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