view in publisher's site

A surrogate based multi-objective management model to control saltwater intrusion in multi-layered coastal aquifer systems

Linked simulation-optimisation (S–O) models need to simulate the physical processes either by using a rigorous numerical model, or a trained surrogate model approximating the physical processes. A methodology is proposed to evolve Pareto optimal management strategies for a multi-layered coastal aquifer system using a trained and tested Multivariate Adaptive Regression Spline (MARS) surrogate model linked to a multi-objective saltwater intrusion management model. Performance of the developed methodology is evaluated using an illustrative multi-layered coastal aquifer system. Solution results indicate that MARS is capable of approximately replacing the more rigorous numerical simulation model within the linked S–O model to ensure computational efficiency and feasibility in applying such linked S–O models for coastal aquifer management problems. Furthermore, the ability of MARS to recognise the most relevant input variables in predicting the responses as outputs enables the construction of an efficient and robust surrogate model. Integration of parallel processing capabilities within the optimisation model is shown to improve computational efficiency and feasibly of solving such large scale multi-objective problems. Therefore, the developed methodology utilising the MARS based surrogate model is potentially applicable for developing optimal groundwater extraction strategies for sustainable regional scale management of coastal aquifers.

یک مدل مدیریت چند هدفه مبتنی بر surrogate برای کنترل نفوذ آب شور در سیستم‌های aquifer ساحلی چند لایه‌ای

مدل‌های مربوط به شبیه‌سازی پیوندی (S - O)با استفاده از یک مدل عددی دقیق، یا مدل جانشین آموزش‌دیده، فرایندهای فیزیکی را شبیه‌سازی می‌کنند. یک روش برای تکامل استراتژی‌های مدیریت بهینه پارتو برای یک سیستم aquifer ساحلی چند لایه‌ای با استفاده از مدل جایگزین Multivariate رگرسیون انطباقی spline (MARS)مرتبط با یک مدل مدیریت نفوذ آب شور چند منظوره پیشنهاد شده‌است. عملکرد روش توسعه‌یافته با استفاده از سیستم aquifer ساحلی چند لایه‌ای ارزیابی می‌شود. نتایج راه‌حل نشان می‌دهند که MARS قادر به جایگزین کردن مدل شبیه‌سازی عددی محکم‌تر در مدل S - O است تا کارایی محاسباتی و امکان اجرای چنین مدل‌های S - O پیوندی برای مشکلات مدیریت aquifer ساحلی را تضمین کند. علاوه بر این، توانایی of برای تشخیص بیش‌ترین متغیرهای ورودی در پیش‌بینی پاسخ‌ها به عنوان خروجی، ساخت یک مدل جانشین موثر و قوی را ممکن می‌سازد. ادغام قابلیت‌های پردازش موازی در مدل بهینه‌سازی برای بهبود کارایی محاسباتی و حل این مشکلات چند هدفی بزرگ نشان‌داده شده‌است. بنابراین، روش‌شناسی توسعه‌یافته با استفاده از مدل جانشین مبتنی بر MARS به طور بالقوه برای توسعه استراتژی‌های استخراج آب زیرزمینی بهینه برای مدیریت پایدار مناطق ساحلی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.