Ledergerber, J.M., Maruéjouls, T., Vanrolleghem P.A. (2019). Optimal experimental design for calibration of a new sewer water quality model. Journal of Hydrology 574, 1020–1028. (link)

 

Título

Optimal experimental design for calibration of a new sewer water quality model

(Design experimental otimizado para calibração de um novo modelo de qualidade de água no sistema de esgoto)

 

Resumo

Water quality data in the sewer system are indispensable for modelling, but rarely available, as measurements in sewers are challenging to conduct. Optimal experimental design (OED) is a powerful tool to identify and maximize the information content of measurement data. This paper adopts a model-based OED methodology to efficiently plan a measurement campaign for final model calibration and validation of a new sewer water quality model. To do so, a preliminary calibrated model of the case study is used to evaluate the information content of different potential measurement locations and scenarios for suspended solids as measured variable. The case study first demonstrates how OED can identify the best measurement location within a complex sewer network. It secondly demonstrates that measuring the beginning of a big rain event results in the most information-rich data among all scenarios evaluated. Thirdly, it analyses in detail the information content of dry weather flow (DWF) data. In comparison to previous studies the methodology is improved by considering the actual measurement error characteristics when calculating the information content of measurement data.

 

TRADUÇÃO LIVRE

Os dados de qualidade da água no sistema de esgoto são indispensáveis ​​para a modelagem, mas raramente estão disponíveis, pois as medições nos esgotos são difíceis de realizar. O design experimental otimizado (OED) é uma ferramenta poderosa para identificar e maximizar o conteúdo de informações dos dados de medição. Este artigo adota uma metodologia OED baseada em modelo para planejar com eficiência uma campanha de medição para calibração do modelo final e validação de um novo modelo de qualidade da água de esgoto . Para isso, um modelo calibrado preliminar do estudo de caso é usado para avaliar o conteúdo de informação de diferentes locais de medição potencial e cenários para sólidos suspensos como variável medida. O estudo de caso demonstra primeiro como o OED pode identificar o melhor local de medição dentro de uma rede de esgoto complexa. Em segundo lugar, demonstra que medir o início de um grande evento de chuva resulta nos dados mais ricos em informações entre todos os cenários avaliados. Em terceiro lugar, analisa em detalhe o conteúdo de informação dos dados de fluxo de tempo seco (DWF). Em comparação com estudos anteriores, a metodologia é aprimorada ao considerar as características reais do erro de medição ao calcular o conteúdo de informação dos dados de medição.

 

Artigo publicado no site ScienceDirect, no Journal of Hydrology.