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A procedure is presented for valuation of information analysis (VOIA) to determine the need for additional information when assessing the effect of several design alternatives to manage future disturbances in hydrogeological systems. When planning for groundwater extraction and drawdown in areas where risks—such as land subsidence, wells running dry and drainage of streams and wetlands—are present, the need for risk-reducing safety measures must be carefully evaluated and managed. The heterogeneity of the subsurface calls for an assessment of trade-offs between the benefits of additional information to reduce the risk of erroneous decisions and the cost of collecting this information. A method is suggested that combines existing procedures for inverse probabilistic groundwater modelling with a novel method for VOIA. The method results in (1) a prior analysis where uncertainties regarding the efficiency of safety measures are estimated, and (2) a pre-posterior analysis, where the benefits of expected uncertainty reduction deriving from additional information are compared with the costs for obtaining this information. In comparison with existing approaches for VOIA, the method can assess multiple design alternatives, use hydrogeological parameters as proxies for failure, and produce spatially distributed VOIA maps. The method is demonstrated for a case study of a planned tunnel in Stockholm, Sweden, where additional investigations produce a low number of benefits as a result of low failure rates for the studied alternatives and a cause-effect chain where the resulting failure probability is more dependent on interactions within the whole system rather than on specific features.RésuméUne procédure est présentée qui vise l’évaluation de l’analyse des informations (EDAI) dans le but de déterminer le besoin en connaissances supplémentaires quand on estime l’effet de plusieurs alternatives de conception pour gérer les perturbations futures au sein des systèmes hydrogéologiques. Dans le cas d’une planification de l’exploitation et de l’abaissement des eaux souterraines dans les zones où des risques—comme l’affaissement du sol, l’assèchement des puits, le drainage des cours d’eau et des zones humides—sont présents, le besoin de mesures de sécurité réduisant le risque doit être soigneusement évalué et géré. L’hétérogénéité du sous-sol nécessite une évaluation du compromis entre les avantages d’une information supplémentaire destinée à réduire le risque lié à des décisions erronées et le coût de la collecte de cette information. Une méthode est proposée, qui combine les procédures existantes de modélisation probabiliste inverse des eaux souterraines et une méthode nouvelle pour l’EDAI. La méthode aboutit (1) à une analyse a priori là où les incertitudes concernant l’efficacité des mesures de sécurisation sont estimées, et (2) à une analyse a postériori, là où les bénéfices de la réduction attendue de l’incertitude découlant d’informations supplémentaires sont comparés aux coûts de l’obtention de l’information. En comparaison avec les approches existantes d’EDAI, la méthode peut évaluer des alternatives de conceptions multiples, utiliser des paramètres hydrogéologiques comme proxies des échecs, et produire des cartes d’EDAI à distribution spatiale. La méthode est démontrée pour une étude de cas d’un projet de tunnel à Stockholm (Suède), pour lequel des investigations supplémentaires produisent peu de bénéfices en raison de faibles taux d’échecs pour les alternatives étudiées et une chaîne de cause à effet là où la probabilité de défaillance résultante dépend plus des interactions au sein de l’ensemble du système que des caractéristiques spécifiques.ResumenSe presenta un procedimiento para la valoración del análisis de la información (VOIA) para determinar la necesidad de información adicional al evaluar el efecto de varias alternativas de diseño para gestionar futuras perturbaciones en sistemas hidrogeológicos. Cuando se planifica la extracción y la depresión del agua subterránea en áreas donde existen riesgos—como la subsidencia del terreno, el agotamiento de los pozos y el drenaje de arroyos y humedales—la necesidad de medidas de seguridad para la reducción del riesgo debe evaluarse y gestionarse cuidadosamente. La heterogeneidad del subsuelo exige una evaluación de las compensaciones entre los beneficios de la información adicional para reducir el riesgo de decisiones erróneas y el costo de recopilar esta información. Se sugiere un método que combine los procedimientos existentes para el modelado probabilístico inverso del agua subterránea con un método novedoso para VOIA. El método da como resultado (1) un análisis previo donde se estiman las incertidumbres con respecto a la eficiencia de las medidas de seguridad, y (2) un análisis pre-posterior, donde los beneficios de la reducción de incertidumbre esperada derivada de información adicional se comparan con los costos para obtener esta información. En comparación con los enfoques existentes para VOIA, el método puede evaluar múltiples alternativas de diseño, usar parámetros hidrogeológicos como proxies para fracasos y producir mapas VOIA distribuidos espacialmente. El método se demuestra para un estudio de caso de un túnel planificado en Estocolmo, Suecia, donde las investigaciones adicionales producen un bajo número de beneficios como resultado de las bajas tasas de fracasos para las alternativas estudiadas y una cadena de causa-efecto donde la probabilidad de fracaso resultante es más dependiente de las interacciones dentro de todo el sistema en lugar de las características específicas.摘要本文介绍了评估信息分析以确定评价管理水文地质系统中未来干扰的几个设计替代选择时是否需要额外信息的过程。当规划存在风险—诸如地面沉降、水井干涸以及河流和湿地的排水—的地区地下水抽水和水位下降中,务必仔细评估和管理降低风险的安全措施的需要。地面之下的异质性要求评价额外信息效益之间的得失,以降低错误决定的风险及收集此类信息的成本。提出了现有的反转概率性地下水模拟过程与信息分析评估的新方法相结合的方法。结果会成就:(1)在评估安全措施效率不确定性时可进行优先分析;(2)在进行从额外信息得到的预期降低不确定性收益与获取信息成本的对比中可以进行验后分析。与现有的信息分析评估方法相比,该方法可以评价多重设计选项,使用水文地质参数作为失效代理,编辑出空间分布的信息分析评估图。该方法在瑞典斯德哥尔摩一个规划的隧道研究案例中得到了验证,在这里,额外的调查结果对研究的选项以及因果效应链产生了少量的效益,作为低失败率的结果,失败的概率依赖于整个系统内部的相互作用而不是依赖于具体特点。ResumoO processo de avaliação do valor da informação (AVI) foi utilizado para determinar a necessidade de informações adicionais na avaliação dos efeitos de diferentes alternativas para o manejo de possíveis impactos futuros sobre sistemas hidrogeológicos. Quando do planejamento para extração de águas subterrâneas e rebaixamento em áreas de risco—como no caso de subsidência de terreno, esgotamento de poços e denagem de cursos d’água e áreas úmidas—medidas para redução de riscos devem ser cuidadosamente avaliadas e administradas. A heterogeneidade do subsolo demanda avaliação de trade-offs entre os benefícios da coleta de informações adicionais para redução dos riscos de decisões equivocadas e dos custos para coleta de tais informações adicionais. O método sugerido combina a modelagem probabilística inversa de recursos hídricos subterrâneos com um novo método de AVI. O método resulta em: (1) uma análise prévia da estimativa de incertezas em termos da eficiência de medidas de segurança; e (2) uma analise posterior que compara os benefícios da redução de incertezas pela coleta de informações adicionais com os custos para coleta de tais informações adicionais. Comparado aos existentes processos de AVI, o método apresentado é capaz de analisar diferentes alternativas, de utilizar parâmetros hidrogeológicos como proxies de falhas e de apresentar a distribuição espacial de AVIs. O método é apresentado em um estudo de caso sobre um túnel planejado em Estocolmo, na Suécia, onde estudos adicionais resultaram em um número reduzido de benefícios, dada a baixa taxa de falhas em possíveis alternativas. Adicionalmente, o estudo também verificou uma relação de causa e efeito, na qual a probabilidade de falha é mais dependente de relações dentro do sistema do que falhas especificas.

Economic valuation of hydrogeological information when managing groundwater drawdown