高周波誘電率測定による土壌水の相変化と塩分の関係解明

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08660295
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 三野 徹 岡山大学, 環境理工学部, 教授 (10026453)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 赤江 剛夫 岡山大学, 環境理工学部, 教授 (10123423)
• Keywords: 土層境界 / 誘電率 / 電磁波の反射 / FDR / 凍結融解前線 / 熱収支 / 塩類集積

Research Abstract

異なる特性を持つ物質の境界面では興味深い現象が生じる。界面自由エネルギーの発生はその典型的な現象である。本研究はとくに電磁気現象に着目して、異なった土層の接触界面で生じる現象の解明を行うとともに、塩類土壌の凍結現象を対象として、凍結層と未凍結層の境界近傍で生じる現象の分析を行った。
すでに、土壌の誘電率に着目し、土壌水分に関する諸現象を計測する新しい方法としてFDR(Frequency Domain Retlectometry)の実用化を図った。FDRでは単に土壌水分計測だけでなく、誘電率の異なる境界面における電気信号の反射を利用することにより、境界面の位置を正確に測定できる。このことに着目して、境界面の位置を精度よく計測できる方法を完成させた。
土壌凍結現象は熱や水、そして物質移動を引き起こすきわめて複雑な現象である。凍結前線は未凍結土と凍結土という異なる性質を持つ土層が接触する界面であり、この前線近傍で熱や水の移動、そして水の相変化が関わるきわめてダイナミックな現象が見られる。この凍結前線に注目して、その位置の進行状況を詳しく測定するとともに、そこで生じる熱と水の移動、水の相変化について検討を行った。そして、凍結・融解前線の前進や後退の機構を明らかにした。
一方、内蒙古、河套地域の土壌を対象に塩類集積の実態を調査し、その集積機構の解明を行った。次年度は、河套地域における塩類集積現象と前述の凍結現象を結合して、寒冷乾燥地域における土壌凍結による塩類集積の機構を明らかにするとともに、その対策法について検討を進める予定である。