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Structurally constrained Inversion of MAgnetic-resonance data using Georadar reflections (SIMAR)

Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Inversionsalgorithmus von nuklear magnetischen Resonanzmessungen unter Einbindung von Georadarinformationen zur Verbesserung der Abbildung von Untergrundparametern.

Ziel des Projektes

Zur Charakterisierung oberflächennaher lateraler Variabilität hydrogeophysikalischer Parameter eignen sich Methoden wie Oberflächen-NMR (oder Magnet-Resonanz-Tomographie - MRT) oder Gleichstromgeoelektrik (ERT). Allerdings erlauben diese Methoden zumeist nicht die Abbildung scharfer Schichtgrenzen und/oder dünner Schichten, sondern bilden geglättete Modelle des Untergrundes ab. Im Gegensatz dazu eignen sich Georadarmessung um scharfe Schichtgrenzen abzubilden. Das Projekt verfolgt den schon in der ERT Inversion erfolgreich eingesetzten Ansatz, Reflexionen der Georadarmessungen in die MRT Inversion als strukturelle Randbedingungen einzubeziehen. Zum Einen werden die Reflexionen dabei explizit als Gittergrenzen vorgesehen und zum Anderen wird die Glattheitsforderung an diesen Schichtgrenzen reduziert. 

Left: 2D distribution of water content (a,c) and relaxation timeT2* (b,d) derived from MRT smooth inversion using (a,b) and GPR reflectors as structural constraints (c,d). The black lines in (c,d) represent the average GPR reflectors from three GPR-profiles aty=0, +10, +20 m used as sharp boundary constraints in the inversion. The white lines give the reflectors from each GPR-profile used to obtain the averaged boundary. The horizontal dashed black lines are the approximate bounds of the second aquifer and plotted only fororientation, but are not used as constraints.

Right:Sediment log including radar facies interpretation (a), depth profiles of relaxationtimes T2 and T2* (b) and θ(c) at drilling location Eng35B. The figure gives the relaxation time distribution (yellow-red shades), cutoff-time (grey dashed) and hence obtained θ(green crosses) from laboratory NMR, smooth (light blue) and constrained(dark blue) MRT inversion extracted from the 2D model at the location of the drilling and geometric constraints from GPR and water table measurements (black).

Publikationen aus dem Projekt

  • Improved hydrogeophysical subsurface characterization combining magnetic resonance tomography and ground-penetrating radar. - Geophysics, accepted 21.07.2020.
    2020, JIANG, C., IGEL, J., DLUGOSCH, R., MÜLLER-PETKE, M., GÜNTHER, T., HELMS, J., LANG, J. & WINSEMANN, J.
  • Aquifer Imaging Using 2D Magnetic Resonance Tomography with Structural Constraints from GPR. - Extended Abstract, EAGE Near Surface Geoscience, 03.-07.09.2017; Malmö, Schweden.
    2017, JIANG, J., IGEL, J., DLUGOSCH, R., GÜNTHER, T. & MÜLLER-PETKE, M.

Team

Projektleitung

Prof. Dr. Mike Müller-Petke
+49 511 643-3253

Projektbearbeitung

Dr. Chuandong Jiang
Dr. Jan Igel
Dr. Thomas Günther
Dr. Raphael Dlugosch