Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-3915
Beide Untersuchungsmethoden dienen als Basis für weitergehende geostatistische
Analysen wie die Bestimmung der räumlichen Momente der Tracerkonzentration und
der Korrelationslängen des Wasserflusses. Aus den räumlichen Momenten werden die
makroskopischen effektiven Dispersionskoeffizienten berechnet und mit konventionell
bestimmten verglichen. Sie spiegeln die Heterogentiät der gesamten Säule wider und
beinhalten Inhomogenitäten wie z.B. Packungsfehler.
Im Gegensatz dazu beinhalten die Dispersionskoeffizienten, bestimmt aus den
diffusionssensitiven Messungen (Teil 2 der Arbeit) die lokalen Inhomogenitäten im
sub-mm Bereich. Simuliert man auf der Basis dieses Fließfeldes mit Hilfe der Programme TRACE und PARTRACE den Gesamttransport in der Säule, so erhält man
wiederum den effektiven makroskopischen Dispersionskoeffizienten.
Both methods are the basis for further geostatistical analysis like the spatial moments of the tracer concentration and the correlation length of the local water flow
velocities. From the spatial concentration moments the macroscopic effective dispersion coefficients are calculated and compared with the dispersion coefficient de-
termined by conventional methods (break through curves and one-dimensional CD E
modeling). These macroscopic dispersion coefficients represent the heterogeneity of
the complete columns and include inhomogeneities like packing flaws.
In contrast to the tracer monitoring the diffusion sensitive NMR sequence determines the localized dispersive effect of the porous media on a sub-mm scale. To
gain the macroscopic effective dispersion on the column scale the three dimensional
particle tracking programs TRACE and PARTRACE are employed, based on the experimentally determined local flow velocities.
Herrmann, Karl-Heinz
Nichtinvasive Charakterisierung von Transporteigenschaften poröser Medien: Dreidimensionale Untersuchungen mit HIlfe der Kernspintomographie
VIII, 109 S., 2001
In dieser Arbeit wird eine Methode vorgestellt, mit Hilfe der dreidimensionalen Kernspintomographie Information über den Wasserfluss und den Tracertransport im La-
bormaßstab zu gewinnen. Die NMR- Tomographie erlaubt dabei eine nichtinvasive
Beobachtung der Fließ- und Transporteigenschaften, welche zeitaufgelöst visualisiert
werden. Zwei verschiedene Kernspinmethoden werden an Modellsäulen unter gesättigten Flussbedingungen eingesetzt. Die erste Methode verfolgt den Transport des
paramagnetischen Tracers Ni2+ , während die zweite Methode sensitiv gegenüber der
lokalen Diffusion ist und eingesetzt wird, um die lokalen Fließgeschwindigkeiten direkt aus den Bewegungen der Wassermoleküle zu berechnen.
In this thesis a method is presented which gives access to the water flow and the
transport of tracer substances on a laboratory scale by using nuclear magnetic resonance imaging. The nuclear magnetic resonance allows a non-invasive and three-
dimensionalobservation of the flow and transport properties of a porous media and
can be visualized as a time series. Two different NMR methods are employed to
columns filled with model porous media under water saturated conditions. The first
method is monitoring the movement of a tracer substance (Ni2+) whereas the second
method uses a diffusion sensitive NMR sequence to determine the local flow velocities
of the water molecules directly without the need of a tracer .
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