不飽和土壌内で発生するフィンガリング流に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09660263
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Saga University
• Principal Investigator: 長 裕幸 佐賀大学, 農学部, 助手 (90136599)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 光弘 鳥取大学, 乾燥地研究センター, 助教授 (90032309) ; 取手 伸夫 佐賀大学, 農学部, 助教授 (70212074)
• Keywords: 不飽和土壌 / フィンガリング現象 / 2成層土 / ガラスビーズ / 水分特性 / 不飽和透水係数 / 水分移動 / 溶質移動

Research Abstract

2次元アクリル製チャンバーを用いて、2成層(上層が細粒土、下層が粗粒土)湛水降下浸潤時のフィンガリング流発生メカニズムの検証を行った。本年度は、材料としてガラスビーズについてのみ実験を行い、以下のような結果を得た。
1.ガラスビーズの水分特性及び不飽和透水係数の測定結果より、ガラスビーズは細粒であっても、通常の粗粒土としての砂に比べ非線形性が強く、ヒステリシス効果が大きいことが分かった。
2.フィンガリング流が発生する場合、上層からの供給フラックスの大きさによって、遷移領域内の水平圧力勾配の大きさやフィンガーへの影響範囲が変化することを明らかにした。またその影響範囲はフィンガーの径の5〜10倍にまで及んだ。
3.下層土下部に地下水面が存在する場合、上下土層の境界面から発達してきたフィンガーは、毛管飽和領域に近づくにつれ流速が加速され、フィンガーの径が減少することを明らかにした。また、帯水土層内の溶質の動きはフィンガーを点源とした水分移動と同様の傾向を示したが、水平方向において限界点が存在することを新たに見いだした。
以上の研究成果の一部をInternational Workshop(平成9年10月、Riverside、米国)、及びSoil Science Society of Americaの年次大会(平成9年10月、Anaheim、米国)で速報した。