Abstract This paper presents a new methodology for optimizing Water Quality Monitoring (WQM) networks of reservoirs and lakes using the concept of the value of information (VOI) and utilizing results of a calibrated numerical water quality simulation model. With reference to the value of information theory, water quality of every checkpoint with a specific prior probability differs in time. After analyzing water quality samples taken from potential monitoring points, the posterior probabilities are updated using the Baye's theorem, and VOI of the samples is calculated. In the next step, the stations with maximum VOI is selected as optimal stations. This process is repeated for each sampling interval to obtain optimal monitoring network locations for each interval. The results of the proposed VOI-based methodology is compared with those obtained using an entropy theoretic approach. As the results of the two methodologies would be partially different, in the next step, the results are combined using a weighting method. Finally, the optimal sampling interval and location of WQM stations are chosen using the Evidential Reasoning (ER) decision making method. The efficiency and applicability of the methodology are evaluated using available water quantity and quality data of the Karkheh Reservoir in the southwestern part of Iran.

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水库水质监测网优化时空设计：信息价值理念的应用

摘要 本文提出了一种利用信息价值 (VOI) 概念和校准数值水质模拟模型结果优化水库和湖泊水质监测 (WQM) 网络的新方法。参考信息论的价值，具有特定先验概率的每个检查点的水质在时间上是不同的。在分析从潜在监测点采集的水质样本后，使用贝叶定理更新后验概率，并计算样本的VOI。在下一步中，具有最大 VOI 的站点被选为最佳站点。对于每个采样间隔重复此过程以获得每个间隔的最佳监控网络位置。将所提出的基于 VOI 的方法的结果与使用熵理论方法获得的结果进行比较。由于两种方法的结果会部分不同，在下一步中，将使用加权方法将结果组合起来。最后，使用证据推理（ER）决策方法选择 WQM 站点的最佳采样间隔和位置。使用伊朗西南部 Karkheh 水库的可用水量和水质数据评估该方法的效率和适用性。使用证据推理 (ER) 决策方法选择 WQM 站的最佳采样间隔和位置。使用伊朗西南部 Karkheh 水库的可用水量和水质数据评估该方法的效率和适用性。使用证据推理 (ER) 决策方法选择 WQM 站的最佳采样间隔和位置。使用伊朗西南部 Karkheh 水库的可用水量和水质数据评估该方法的效率和适用性。