Bestimmung von Feuchteprofilen mittels TDR waehrend eines Einstauversuches an einem naturgemaessen Deichmodell

摘要

Viele Anwendungen in der Hydrologie, der Landwirtschaft und des Bauwesens benoetigen eine Aussage ueber die raeumliche Verteilung der Feuchte im Boden oder in Bauwerken. Bisher war die Zeitbereichsreflektometrie (Time Domain Reflectometry (TDR)) als gebraeuchliches Verfahren zur Messung der Feuchtigkeit auf die Bestimmung einer gemittelten oder sehr grob aufloesenden Feuchteverteilung entlang der verwendeten Messleitungen beschraenkt. 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 fuer die Auswertung verwendet. Es basiert auf der Telegraphengleichung fuer ungleichfoermige Uebertragungsleitungen und einem Optimierungsansatz fuer die gleichzeitige Rekonstruktion von zwei Leitungsparametern mit hoher Aufloesung entlang der Leitung. Die Tauglichkeit des Rekonstruktionsverfahrens unter Verwendung von realen Messdaten wurde an einem naturmassstaeblichen Modelldeich waehrend 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.