| Abstract |
The relative merits of model complexity and types of observations employed in model calibration are compared. An existing groundwater flow model coupled with an advective transport simulation of the Salt Lake Valley, Utah (USA), is adapted for advective transport, and effective porosity is adjusted until simulated tritium concentrations match concentrations in samples from wells. Two calibration approaches are used: a “complex” highly parameterized porosity field and a “simple” parsimonious model of porosity distribution. The use of an atmospheric tracer (tritium in this case) and apparent ages (from tritium/helium) in model calibration also are discussed. Of the models tested, the complex model (with tritium concentrations and tritium/helium apparent ages) performs best. Although tritium breakthrough curves simulated by complex and simple models are very generally similar, and there is value in the simple model, the complex model is supported by a more realistic porosity distribution and a greater number of estimable parameters. Culling the best quality data did not lead to better calibration, possibly because of processes and aquifer characteristics that are not simulated. Despite many factors that contribute to shortcomings of both the models and the data, useful information is obtained from all the models evaluated. Although any particular prediction of tritium breakthrough may have large errors, overall, the models mimic observed trends.Les mérites relatifs de la complexité des modèles et des types d’observations utilisées dans la calibration des modèles sont comparés. Un modèle existant d’écoulement des eaux souterraines couplé à une simulation du transport advectif de la vallée du Lac Salé, Utah (Etats-Unis d’Amérique), est adapté pour le transport advectif, et la porosité efficace est ajustée jusqu’à ce que les concentrations simulées en tritium coïncident aux concentrations des échantillons provenant des puits. Deux approches de calage sont employées: un champ de porosité “complexe”, fortement paramétré et un modèle parcimonieux “simple” de distribution de la porosité. L’utilisation d’un traceur atmosphérique (tritium dans ce cas-ci) et des âges apparents (à partir du rapport tritium/hélium) dans le calage de modèles sont également discutés. Des deux modèles examinés, le modèle complexe (avec des concentrations en tritium et des âges apparents du rapport tritium/hélium) fournit les meilleurs résultats. Bien que les courbes de percée de tritium simulées par les modèles complexes et simples soient très généralement semblables, et malgré l’intérêt du modèle simple, le modèle complexe est soutenu par une distribution plus réaliste de porosité et un plus grand nombre de paramètres estimables. Collecter les données de meilleure qualité n’a pas mené à améliorer le calage, probablement en raison des processus et des caractéristiques des aquifères qui ne sont pas simulés. En dépit de beaucoup de facteurs qui contribuent aux imperfections des modèles et des données, une information utile est obtenue à partir de tous les modèles évalués. Bien que n’importe quelle prévision particulière de percée de tritium puisse avoir de larges erreurs, finalement, les modèles simulent bien les tendances observées.Se comparan las ventajas relativas de la complejidad del modelo y del tipo de observaciones empleadas en la calibración de un modelo. Se adapta un modelo de flujo de agua subterránea ya existente unido a una simulación de transporte advectivo del Valle de Salt Lake, Utah (EE.UU.), para el transporte advectivo y se ajusta la porosidad efectiva hasta que las concentraciones simuladas de tritio coinciden con concentraciones en las muestras de los pozos. Se utilizan dos métodos de calibración: uno “complejo” de un campo porosidad altamente parametrizable y uno “simple” de un modelo parsimonioso de la distribución de la porosidad. También se discuten el uso de un trazador atmosférico (tritio en este caso) y las edades aparentes (de tritio / helio) en la calibración del modelo. De los modelos probados, el que mejor se comporta es el modelo complejo (con concentraciones de tritio y edades aparentes de tritio / helio). Aunque las curvas de ruptura de tritio simuladas por el modelo complejo y el simple son en general muy similares, y existe un valor para el modelo simple, el modelo complejo apoyado con una distribución de porosidad es más realista y presenta una mayor cantidad de parámetros estimables. El descarte de los mejores datos de calidad no dio lugar a una mejor calibración, posiblemente debido a que los procesos y las características de los acuíferos que no están simulados. A pesar de los muchos factores que contribuyen a las deficiencias tanto de los modelos como de los datos, la información útil se obtiene a partir de la evaluación de todos los modelos. Aunque cualquier predicción particular de la ruptura del tritio puede tener errores grandes, en general, los modelos imitan las tendencias que se observan.对模型校准中使用的模型复杂性和观测类型优缺点进行了比较。现有的地下水流 模型结合(美国)犹他州盐湖流域平流传输模拟以适应平流传输,并对有效孔隙度进 行了调整,直至所模拟的氚浓度与井样品中的浓度相匹配。采用了两个校准方法:“复杂的”高度参数化的孔隙度场及“简单的”质量很一般的孔隙度分布模型。论述 了模型校准中大气示踪剂(本实例中用的是氚)的使用和表观年龄(根据氚和氦)。在测试的模型中,复杂模型(氚浓度和氚/氦表观年龄)表现最好。尽管由复杂模型和简 单模型模拟的氚突破曲线通常很相似,并且简单模型具有一定的价值,但复杂模型由 更现实的孔隙度分布和更多数量的可估算的参数来支撑。选择质量最好的资料并不能 得到更好的校准结果,这可能是因为没有模拟的过程和含水层特征造成的。尽管造成 两个模型和资料有缺点的因素很多,但从所有评估的模型中获取了有用的信息。虽然 氚突破任何特别的预测可能有很大的误差,但总的来说,模型模仿了观测的趋势。Τα συγκριτικά πλεονεκτήματα της πολυπλοκότητας μοντέλων και των ειδών παρατηρήσεων που χρησιμοποιούνται σε βαθμονόμηση μοντέλου συγκρίνονται στην εργασία αυτή. Ένα υπάρχον μοντέλο ροής υπογείων υδάτων σε συνδυασμό με προσομοίωση μεταφοράς συναγωγής στη Salt Lake Valley, Utah (ΗΠΑ), προσαρμόζεται και τό φαινόμενο πορώδες ρυθμίζεται ούτως ώστε προσομοιωμένες συγκεντρώσεις Τρίτιου να προσεγγίσουν συγκεντρώσεις σε δείγματα από φρεάτια δειγματοληψίας. Δύο προσεγγίσεις βαθμονόμησης χρησιμοποιούνται: ένα “πολύπλοκο” εξαιρετικά παραμετροποιημένο πεδίο πορώδους και ένα “απλό” ενοποιημένο μοντέλο της χωρικής κατανομής του πορώδους. Η χρήση ατμοσφαιρικών ιχνηλατών (Τρίτιου στην προκειμένη περίπτωση) και φαινόμενης ηλικίας/παλαιότητας υπόγειου νερού (από την αναλογία Τρίτιου/Ηλιου) συζητείται σχετικά με τη βαθμονόμηση του μοντέλου. Από τα μοντέλα που εξετάστηκαν, το πολύπλοκο/σύνθετο μοντέλο (με συγκεντρώσεις Τρίτιου και αναλογία Τρίτιου/Ηλιου) αποδίδει καλύτερα. Αν και οι προσομοιωμένες καμπύλες συγκέντρωσης Τρίτιου με σύνθετα και απλά μοντέλα είναι γενικά παρόμοιες, και σίγουρα το απλό μοντέλο έχει μεγάλη χρησιμότητα, το σύνθετο μοντέλο υποστηρίζει μια πιο ρεαλιστική κατανομή πορώδους και μεγαλύτερο αριθμό εκτιμητέων παραμέτρων. Χρησιμοποίηση των δεδομένων με την καλύτερη ποιότητα δεν οδήγησε σε καλύτερη βαθμονόμηση, πιθανώς λόγω των χαρακτηριστικών του υδροφορέα και φαινομένων που δεν έχουν συμπεριληφθεί στην προσομοίωση. Παρά τους πολλούς παράγοντες που επέφεραν αδυναμίες και στα δύο μοντέλα και τα δεδομένα, χρήσιμες πληροφορίες έχουν ληφθεί από όλα τα μοντέλα που έχουν αξιολογηθεί. Αν και οποιαδήποτε συγγεκριμένη πρόβλεψη συγκέντρωσης Τρίτιου μπορεί να έχει μεγάλη λάθη, από μια συνολική άποψη, τα μοντέλα μιμούνται τις παρατηρούμενες τάσεις.As vantagens relativas da complexidade e tipos de observação empregado na calibração de modelo foram comparadas. Um modelo de fluxo das águas subterrâneas existente associado a uma simulação do transporte advectivo do Vale do Lago Salgado, Utah (EUA), foi adaptado para transportes advectivos, e a porosidade efetiva ajustada até que a simulação da concentração de trítio corresponda as concentrações nas amostras de poços. Duas abordagens foram utilizadas na calibração: um “complexo” campo da porosidade altamente parametrizado e um modelo “simples” parcimonioso de distribuição da porosidade. O uso de um traçador atmosférico (trítio neste caso) e idade aparente (do trítio/hélio) na calibração também foram discutidos. Dos modelos testados, o modelo complexo (com concentração de trítio e idade aparente do trítio/hélio) obteve melhor desempenho. Embora as curvas de distribuição de trítio simuladas por modelos complexos e simples sejam normalmente similares, e há valor no modelo simples, o modelo complexo é sustentado por uma distribuição de porosidade mais realista e um grande número de parâmetros estimáveis. A escolha dos dados de melhor qualidade não levou a melhor calibração, possivelmente por causa de processos e características dos aquíferos que não foram simulados. Apesar de muitos fatores contribuírem para falhas em ambos, modelos e dados, informações importantes foram obtidas por todos os modelos avaliados. Embora qualquer estimativa especifica de distribuição de trítio possa apresentar grandes erros, em geral, os modelos acompanham tendências observadas. |
