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土壌凍結層の発達・融解浸潤にともなう土中の水分・窒素移動の解明と予測

研究課題

研究課題/領域番号 23580328
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 農業土木学・農村計画学
研究機関三重大学

研究代表者

渡辺 晋生  三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (10335151)

研究分担者 武藤 由子  岩手大学, 農学部, 講師 (30422512)
研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード凍土 / 浸潤 / 水・熱移動 / 窒素動態 / 不凍水 / 水分特性曲線 / 不飽和透水係数 / 数値解析 / 土壌圏現象 / 自然現象観測・予測 / 水分・窒素循環 / 寒冷地 / モデル化
研究概要

様々な黒ボク土について、低水分領域の水分保持曲線と凍土の不凍水量曲線を精密にそれぞれ測定し、その相同性やヒステリシスを評価した。また、凍土中の水ポテンシャルの直接測定に成功し、クラウジウスクラペイロン式で凍土の水ポテンシャルを推定することの妥当性と氷の非平衡成長による不整合を検証した。次ぎに、一次元カラム実験を行い、凍結・融解浸潤過程における水分・熱移動と窒素動態を明らかにした。そして、これらの実験結果や現場観測のデータを数値解析した。さらに、地表面近傍の酸化還元電位と溶存酸素分布をサブミリスケールで観察し、浸潤水の流下にともなう還元層の発達と表面酸化層の形成過程に及ぼす流速の影響を示した。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (59件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (32件) (うち招待講演 3件) 図書 (2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] A study on the effect of compaction on transport properties of soil gas and water I;: Relative gas diffusivity, air permeability, and saturated hydraulic conductivity2014

    • 著者名/発表者名
      Kuncoro, P. H., Koga, K., Satta, N. and Muto, Y.
    • 雑誌名

      Soil & Tillage Research

      巻: in press ページ: 172-179

    • DOI

      10.1016/j.still.2014.02.006

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A study on the effect of compaction on transport properties of soil gas and water II : Soil pore structure indices2014

    • 著者名/発表者名
      Kuncoro, P. H., Koga, K., Satta, N. and Muto, Y.
    • 雑誌名

      Soil & Tillage Research

      巻: (掲載確定) ページ: 40-47

    • DOI

      10.1016/j.still.2014.02.008

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 凍土の知識-人工凍土壁の技術-2014

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生(責任著者)
    • 雑誌名

      雪氷

      巻: 76 ページ: 179-192

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A study on the effect of compaction on transport properties of soil gas and water II: Soil pore structure indices2014

    • 著者名/発表者名
      Kuncoro, P. H., Koga, K., Satta, N. and Muto, Y.
    • 雑誌名

      Soil & Tillage Research

      巻: in press ページ: 180-187

    • DOI

      10.1016/j.still.2014.01.008

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The mathematical representation of freezing and thawing processes in variably-saturated, non-deformable soils2013

    • 著者名/発表者名
      Barret Kurylyk and Kunio Watanabe
    • 雑誌名

      Advances in Water Resources

      巻: 60 ページ: 160-177

    • DOI

      10.1016/j.advwatres.2013.07.016

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 凍結過程にある不飽和砂中の水分移動と透水係数に溶質移動が及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生,和気朋己
    • 雑誌名

      雪氷

      巻: 75(5) ページ: 253-261

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 水分級脱着測定装置"AquaLab VSA"を用いた低水分領域の水分保持曲線の測定2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生,長田友里恵,坂井勝,取出伸夫
    • 雑誌名

      土壌の物理性

      巻: 124 ページ: 43-49

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 蒸発過程にある土中の酸化還元電位の変化2013

    • 著者名/発表者名
      武藤由子,加藤希枝,渡辺晋生
    • 雑誌名

      農業農村工学会論文集

      巻: 284 ページ: 23-29

    • NAID

      10031171484

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water infiltration into a frozen soil with simultaneous melting of the frozen layer2013

    • 著者名/発表者名
      Kunio Watanabe
    • 雑誌名

      Vadose Zone Journal

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.2136/vzj2011.0188

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 凍結過程にある不飽和砂中の水分移動と透水係数に溶質移動が及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生, 和気朋己
    • 雑誌名

      雪氷

      巻: 75 ページ: 253-261

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 日本国内地温・凍結深データの収集・整備2013

    • 著者名/発表者名
      斉藤和之,末吉哲雄,渡辺晋生,武田一夫
    • 雑誌名

      雪氷

      巻: 75 ページ: 291-296

    • NAID

      10031195528

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Progress in modeling and characterization of frozen soil processes2013

    • 著者名/発表者名
      Masaki Hayashi, Kunio Watanabe and Nobuo Toride
    • 雑誌名

      Vadose Zone Journal

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-4

    • DOI

      10.2136/vzj2013.01.0001

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Direct and quick monitoring of water potential in dry soil2013

    • 著者名/発表者名
      Kunio Watanabe
    • 雑誌名

      CSA News

      巻: - ページ: 13-13

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 積雪内部の水分移動に関する実験的研究2012

    • 著者名/発表者名
      山口悟,渡辺晋生,石井吉之
    • 雑誌名

      日本水文科学会誌

      巻: 42(3) ページ: 89-99

    • NAID

      10031138149

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micro chilled-mirror hygrometer for measuring water potential in relatively dry and partially frozen soils2012

    • 著者名/発表者名
      Kunio Watanabe
    • 雑誌名

      Soil Science Society of American Journal

      巻: 76 号: 6 ページ: 1938-1945

    • DOI

      10.2136/sssaj2012.0070

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dependence of the water retention curve of snow on snow characteristics2012

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, S., K. Watanabe, T. Katsushima, A. Sato, and T. Kumakura
    • 雑誌名

      Annals of Glaciology

      巻: 53 号: 61 ページ: 6-12

    • DOI

      10.3189/2012aog61a001

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実施状況報告書 2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of pulse NMR technology for determination of unfrozen water content in frozen soils2012

    • 著者名/発表者名
      Akagawa, S., Iwahana, G., Watanabe, K., Chuvilin, E.M. and Istomin, V.A.
    • 雑誌名

      Permafrost

      ページ: 21-26

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of pulse NMR technology for determination of unfrozen water content in frozen soils2012

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Akagawa, Go Iwahana, Kunio Watanabe, Evgeny M. Chuvilin and Vladimir A. Istomin
    • 雑誌名

      Permafrost

      巻: - ページ: 21-26

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 凍結層を持つ土中への硝酸塩溶液の浸潤2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生 津本陽一, 紀藤哲矢
    • 雑誌名

      土壌水分ワークショップ論文集

      巻: - ページ: 67-72

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Improvement of pulse NMR technology for determination of unfrozen water content in frozen soils2012

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Akagawa, Go Iwahana, Kunio Watanabe, Evgeny M. Chuvilin and Vladimir A. Istomin
    • 雑誌名

      Proceedings of 10th international conferenc on Permafrost

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Freezing experiments on unsaturated sand, loam and silt loam2011

    • 著者名/発表者名
      Kunio Watanabe, Tetusya Kito, Tomomi Wake, Masaru Sakai
    • 雑誌名

      Annals of Glaciology

      巻: 52(58) ページ: 37-43

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 日本国内の地温・凍結深データの収集・整備について2011

    • 著者名/発表者名
      斉藤和之・末吉哲雄・渡辺晋生・武田一夫
    • 雑誌名

      土壌水分ワークショップ論文集

      巻: 1

    • NAID

      130005451145

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 水の流れがある土中の凍結過程の観察2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 発表場所
      福島大学(福島市)
    • 年月日
      2013-10-26
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 湛水土壌表面近傍のEhとDOの空間分布2013

    • 著者名/発表者名
      竹内萌実, 渡辺晋生, 取出伸夫
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 発表場所
      福島
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 凍結・融解過程における黒ボク土の不凍水量曲線2013

    • 著者名/発表者名
      長田友里恵, 渡辺晋生
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 発表場所
      福島
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 水の流れがある土中の凍結過程の観察2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 発表場所
      福島
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 溶質を含む凍土の不凍水量曲線測定と水分保持曲線との比較2013

    • 著者名/発表者名
      塩谷彰悟, 長田友里恵, 渡辺晋生
    • 学会等名
      雪氷研究大会
    • 発表場所
      北見
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 土中の不凍水量の氷量依存性と推定法の検討2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生
    • 学会等名
      高分子討論会
    • 発表場所
      金沢
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 鏡面冷却式露点計を用いた土の水分保持曲線の測定法2013

    • 著者名/発表者名
      長田友里恵, 渡辺晋生, 取出伸夫
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マイクロセンサを用いた土の表面近傍のEhとDOの観察2013

    • 著者名/発表者名
      竹内萌実, 渡辺晋生, 取出伸夫
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 低水分領域における土の水分保持曲線について2013

    • 著者名/発表者名
      長田友里恵, 渡辺晋生, 取出伸夫
    • 学会等名
      農業農村工学会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 湛水土壌の還元過程と表面酸化層の形成2013

    • 著者名/発表者名
      竹内萌実, 渡辺晋生, 取出伸夫
    • 学会等名
      農業農村工学会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 3種の水ポテンシャルセンサーを用いた黒ボク土の蒸発実験2013

    • 著者名/発表者名
      土井奈央, 渡辺晋生, 坂井勝, 取出伸夫
    • 学会等名
      農業農村工学会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 低水分領域の土の水分特性曲線とヒステリシスの測定2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生, 長田友里恵, 取出伸夫
    • 学会等名
      デカゴン社 UMS社 土壌水分特性曲線の基礎と応用セミナー
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] VZJ凍土特集号の紹介札幌2013

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生
    • 学会等名
      永久凍土のモニタリングと変動に関する研究集会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 凍土中の不凍水圧の直接測定2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生
    • 学会等名
      雪氷研究大会
    • 発表場所
      福山
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 日本国内の地温・凍結深データの収集・整備について2012

    • 著者名/発表者名
      斉藤和之, 渡辺晋生, 末吉哲雄, 武田一夫
    • 学会等名
      雪氷研究大会
    • 発表場所
      福山
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 通水が土中の酸化還元電位に与える影響2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生, 池田悠希子, 武藤由子, 取出伸夫
    • 学会等名
      農業農村工学会大会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 水分吸脱着測定装置“AquaLab VSA”を用いた土の水分保持曲線の測定2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生, 取出伸夫, 坂井勝
    • 学会等名
      農業農村工学会大会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] カラム流出実験による土壌微生物の流出特性-水分フラックスとNaCl濃度の影響-2012

    • 著者名/発表者名
      武藤由子, 菅野萌, 渡辺晋生
    • 学会等名
      農業農村工学会大会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of hydraulic properties of a frozen soil based on observed unfrozen water contents at the freezing front2011

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, K., Kito, T., Toride, N. and van Genuchten, M.Th.
    • 学会等名
      2011 ASA-CSSA-SSSA Annual Meetings
    • 発表場所
      San Antonio, TX. USA
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 凍結・融解過程にある土の凍結面近傍の不凍水量について2011

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生・紀藤哲矢・取出伸夫
    • 学会等名
      土壌肥料学会
    • 発表場所
      つくば
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 凍結層を持つ土への浸潤に浸潤水の溶質濃度が及ぼす影響2011

    • 著者名/発表者名
      紀藤哲矢・渡辺晋生・取出伸夫
    • 学会等名
      農業農村工学会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 蒸発過程にある土中の酸化還元電位の変化2011

    • 著者名/発表者名
      武藤由子・加藤希枝・渡辺晋生
    • 学会等名
      農業農村工学会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 土の不凍水量曲線の凍結速度依存性2011

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生・紀藤哲矢・江崎由佳
    • 学会等名
      雪氷研究大会
    • 発表場所
      長岡
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 土壌分野の理論を応用した積雪内部の水の移動に関する研究2011

    • 著者名/発表者名
      山口悟・渡辺晋生
    • 学会等名
      雪氷研究大会
    • 発表場所
      長岡
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] テラヘルツ分光法を用いたガラス粉粒体中の不凍水量測定の試み2011

    • 著者名/発表者名
      武藤由子・渡辺晋生・丹野剛紀
    • 学会等名
      雪氷研究大会
    • 発表場所
      長岡
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 積雪内の水の移動に関する実験的研究2011

    • 著者名/発表者名
      山口悟・渡辺晋生・石井 吉之
    • 学会等名
      日本水文科学会学術大会シンポジウム 雪氷寒冷圏における最近の水文研究
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] カラム実験で測定した三種の土の不凍水量曲線と保水曲線の比較2011

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生・紀藤哲矢
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 日本国内の地温・凍結深データの収集・整備について2011

    • 著者名/発表者名
      斉藤和之・末吉哲雄・渡辺晋生・武田一夫
    • 学会等名
      土壌水分ワークショップ
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of hydraulic properties of a frozen soil based on observed unfrozen water contents at the freezing front.2011

    • 著者名/発表者名
      Kunio Watanabe, Tetsuya Kito, Nobuo Toride and Martinus Th. van Genuchten
    • 学会等名
      ASA-CSSA-SSSA Annual Meetings
    • 発表場所
      San Antonio, TX. USA
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Dependence of the water retention curve of snow on its characteristics2011

    • 著者名/発表者名
      Satoru Yamaguchi, Kunio Watanabe, Takafumi Katsushima, Atsushi Sato and Toshiro Kumakura
    • 学会等名
      International Symposium on Physics, Chemistry and Mechanics of Snow
    • 発表場所
      Yuzhno-Sakhalinsk , Russia
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 凍結層を持つ土中への硝酸塩溶液の浸潤

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生, 津本陽一, 紀藤哲矢
    • 学会等名
      土壌水分ワークショップ
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 燃料電池セル上の氷の成長

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生
    • 学会等名
      雪氷研究大会 凍土・雪氷物性分科会合同セッション
    • 発表場所
      福山
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 新版雪氷辞典2014

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生(編集委員・分担執筆)
    • 総ページ数
      307
    • 出版者
      古今書院
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] 新版 雪氷辞典2014

    • 著者名/発表者名
      渡辺晋生(編集委員・分担執筆)
    • 総ページ数
      307
    • 出版者
      古今書院
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 渡辺晋生

    • URL

      http://www.bio.mie-u.ac.jp/~kunio/jindex.html

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 土のような多孔質体の凍結機構とその利用 A4.JPG

    • URL

      http://www.bio.mie-u.ac.jp/renkei/seeds/1-1-4.html

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 三重大学全額シーズ集

    • URL

      http://www.crc.mie-u.ac.jp/seeds/contents/detail.php?mid=20110215-143019&t=r&url=

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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