2016 Fiscal Year Annual Research Report
Intensive monitoring of liquid, vapor, heat, and solute transport in a soil under nonisothermal conditions
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15K14820
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
取出 伸夫 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (70212074)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 晋生 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (10335151)
坂井 勝 三重大学, 生物資源学研究科, 講師 (70608934)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 水ポテンシャル / 鏡面冷却式センサー / 土中水分移動 / 溶質移動 / 熱移動 / 凍結・融解 / 不飽和透水係数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
土壌圏では，地表面の加熱，冷却による熱の流れに伴い，液状水，水蒸気，溶質，ガスがダイナミックに動き，地温の分布に応じた土中水の相変化が生じる．本研究では，新たに開発された鏡面冷却式微小水ポテンシャルセンサーFINEDEWを土カラムのインテンシブモニタリングシステムに適用し，土の蒸発，凍結，融解過程における水ポテンシャルを飽和から水頭単位で-300,000 cmH2O 程度の低水分領域までのモニタリングを行った．凍結融解過程の不凍水圧の測定値は，測定温度から推定される相平衡の状態方程式であるクラウジウスクラペイロンの式の理論値とほぼ一致することが確認できた．しかし，凍結過程では理論値は過大評価，融解過程では過小評価する傾向があり，凍結，融解に伴う水の相変化がある程度の時間を要する非平衡現象であることが示された．本研究により，鏡面冷却式微小水ポテンシャルセンサーが乾燥領域までの土中水ポテンシャル推定に有効であることが実証された．今後，さらに土中水の相変化を伴う液状水，水蒸気，熱の流れ，溶質濃度の相変化に及ぼす影響などの現象を解明し，非等温下の土中の液状水・水蒸気・熱・溶質移動現象の体系化を目指す予定である．また，この水ポテンシャルセンサーを不飽和透水係数測定のための蒸発法に適用し，水蒸気移動を含めた水分移動式による逆解析により，乾燥領域までのより信頼度の高い不飽和透水係数の測定手法の確立を目指す予定である．
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