Bestimmung von Feuchteprofilen mittels TDR während eines Einstauversuches an einem naturgemäßen Deichmodell (Determination of Moisture Profiles using TDR on a Full-Scale Dike Model during a Simulated Flood)
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A. Scheuermann
Viele Anwendungen in der Hydrologie, der Landwirtschaft und des Bauwesens benötigen eine Aussage über die räumliche Verteilung der Feuchte im Boden oder in Bauwerken. Bisher war die Zeitbereichsreflektometrie (Time Domain Reflectometry (TDR)) als gebräuchliches Verfahren zur Messung der Feuchtigkeit auf die Bestimmung einer gemittelten oder sehr grob auflösenden Feuchteverteilung entlang der verwendeten Messleitungen beschränkt. Ein neues Verfahren zur Wiedergabe der Feuchteverteilung entlang einer Messleitung wurde entwickelt, welches nun den gesamten Informationsgehalt des von beiden Enden der Messleitung gewonnenen TDR-Signals für die Auswertung verwendet. Es basiert auf der Telegraphengleichung für ungleichförmige Übertragungsleitungen und einem Optimierungsansatz für die gleichzeitige Rekonstruktion von zwei Leitungsparametern mit hoher Auflösung entlang der Leitung. Die Tauglichkeit des Rekonstruktionsverfahrens unter Verwendung von realen Messdaten wurde an einem naturmaßstäblichen Modelldeich während eines simulierten Hochwassers getestet.
Many applications in hydrology, agriculture and civil engineering require the moisture profile in soils or building constructions. So far time domain reflectometry (TDR) technology as a well established moisture measurement technology has been limited to integral or very coarsely resolved water content determination along the transmission line. A new reconstruction algorithm has been developed which uses the full information content of the TDR signal for two-sided reflection data. It is based on the telegraph equation for non-uniform transmission lines and an optimisation approach to simultaneously reconstruct two line parameters with a high spatial resolution. A full-scale dike model demonstrates the performance of the reconstruction algorithm with real data on an example of flood simulation.
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