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2016 年度 実績報告書

非等温下の土中の液状水・水蒸気・熱・溶質移動のインテンシブモニタリング

研究課題

研究課題/領域番号 15K14820
研究機関三重大学

研究代表者

取出 伸夫  三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (70212074)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード水ポテンシャル / 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
研究実績の概要

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.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Effect of macropores on soil freezing and thawing with infiltration2017

    • 著者名/発表者名
      Kunio Watanabe and Yuki Kugisaki
    • 雑誌名

      Hydrological Processes

      巻: 31 ページ: 270-278

    • DOI

      10.1002/hyp.10939

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 土中水分量から推定したダイズ栽培圃場における蒸発散の変化について2017

    • 著者名/発表者名
      坂井 勝
    • 雑誌名

      土壌水分ワークショップ論文集

      巻: - ページ: 31-36

  • [雑誌論文] Comparison of hydraulic conductivity in frozen saturated and unfrozen unsaturated soils2016

    • 著者名/発表者名
      Kunio Watanabe and Yurie Osada
    • 雑誌名

      Vadose Zone Journal

      巻: 15 ページ: -

    • DOI

      10.2136/vzj2015.11.0154

    • 査読あり
  • [学会発表] 土中の不凍水圧変化に凍結融解速度が及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      伴俊和, 渡辺晋生
    • 学会等名
      土壌物理学会
    • 発表場所
      京都大学(京都府・京都市)
    • 年月日
      2016-10-29 – 2016-10-29
  • [学会発表] 異なる速度で凍結融解する土中の不凍水圧連続測定2016

    • 著者名/発表者名
      伴俊和, 渡辺晋生
    • 学会等名
      雪氷研究大会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2016-09-29 – 2016-10-01
  • [学会発表] ダイズ栽培圃場における土中水分変化から推定した蒸散割合SCF2016

    • 著者名/発表者名
      坂井 勝,岡橋卓朗,取出伸夫
    • 学会等名
      水文水資源学会
    • 発表場所
      コラッセふくしま(福島県・福島市)
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-17

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公開日: 2018-01-16  

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