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Enregistrement W4390975679 · doi:10.5194/hess-28-303-2024

An ensemble-based approach for pumping optimization in an island aquifer considering parameter, observation and climate uncertainty

2024· article· en· W4390975679 sur OpenAlexafffundabout
C. Coulon, Jeremy T. White, Alexandre Pryet, Laura Gâtel, Jean‐Michel Lemieux

Notice bibliographique

RevueHydrology and earth system sciences · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueGroundwater flow and contamination studies
Établissements canadiensUniversité LavalCenter for Northern Studies
Organismes subventionnairesQuébec Ministère du Développement Durable, de l’Environnement et de la Lutte Contre les Changements Climatiques
Mots-clésAquiferGroundwater rechargeMODFLOWEnvironmental scienceGroundwaterClimate changeHydrology (agriculture)Geology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract. In coastal zones, a major objective of groundwater management is often to determine sustainable pumping rates which avoid well salinization. Understanding how model and climate uncertainties affect optimal management solutions is essential for providing groundwater managers with information about salinization risk and is facilitated by the use of optimization under uncertainty (OUU) methods. However, guidelines are missing for the widespread implementation of OUU in real-world coastal aquifers and for the incorporation of climate uncertainty into OUU approaches. An ensemble-based OUU approach was developed considering parameter, observation and climate uncertainty and was implemented in a real-world island aquifer in the Magdalen Islands (Quebec, Canada). A sharp-interface seawater intrusion model was developed using MODFLOW-SWI2 and a prior parameter ensemble was generated containing multiple equally plausible realizations. Ensemble-based history matching was conducted using an iterative ensemble smoother which yielded a posterior parameter ensemble conveying both parameter and observation uncertainty. Sea level and recharge ensembles were generated for the year 2050 and were then used to generate a predictive parameter ensemble conveying parameter, observation and climate uncertainty. Multi-objective OUU was then conducted, aiming to both maximize pumping rates and minimize the probability of well salinization. As a result, the optimal trade-off between pumping and the probability of salinization was quantified considering parameter, historical observation and future climate uncertainty simultaneously. The multi-objective, ensemble-based OUU led to optimal pumping rates that were very different from a previous deterministic OUU and close to the current and projected water demand for risk-averse stances. Incorporating climate uncertainty into the OUU was also critical since it reduced the maximum allowable pumping rates for users with a risk-averse stance. The workflow used tools adapted to very high-dimensional, nonlinear models and optimization problems to facilitate its implementation in a wide range of real-world settings.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,037
Score d'incertitude au seuil0,073

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,036
Tête enseignante GPT0,257
Écart entre enseignants0,222 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations8
Publié2024
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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