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第１３回　土壌の物理性について

配付プリント等

• 内容：土壌の物理性について。
• 配布プリント：１種：
  １）「７．土壌の物理性」…『最新土壌学』（96-118p）
• 紹介した参考図書：
  �@久馬一剛（編）（1997）：最新土壌学．
  　　　前出。

補足説明

全般	地球科学用語については『地球科学用語集』のページを参照。 単位については『単位について』のページを参照。 地質年代については『地質年代表』のページを参照。

• 土壌は『土壌とは』のページを参照。
  水の流れは『水の流れ』のページを参照。
• ※フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』で主な項目について調べることができます。
  ■（Category:Soil physics）／（Soil physics）／含水比／含水率（Water content）／透水性（Permeability (earth sciences)）〔ダルシーの法則（Darcy's law）、ヘンリー・ダルシー（1803〜1858年、Henry Darcy）、透水係数（Hydraulic conductivity）〕／コンシステンシー (土質)（Consistency）／
  ■ハーゲン・ポアズイユ流れ（Hagen-Poiseuille equation）、ゴットヒルフ・ハーゲン（1797〜1884年、Gotthilf Hagen）、ジャン・ポアズイユ（1797〜1869年、Jean Louis Marie Poiseuille）／ナビエ-ストークス方程式（Navier-Stokes equations）、アンリ・ナビエ（1785〜1836年、Claude-Louis Navier）、ジョージ・ガブリエル・ストークス（1819〜1903年、Sir George Stokes, 1st Baronet）／
  ■水ポテンシャル（Water potential）／ポテンシャル（Potential）／毛細管現象（Capillary action）／
  ■Category:土壌汚染（Category:Soil contamination）／土壌汚染（Soil contamination）／Category:日本の土壌汚染／Category:日本の土壌汚染関連法規、土壌汚染対策法、農用地の土壌の汚染防止等に関する法律／

参考

【水ポテンシャル】

• 久馬（編）（1997）による〔『最新土壌学』（102-104p）から〕〔リンクはフリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』〕
  

  水ポテンシャルΨ＝Φm＋Φp＋Φo＋Φz ここで、Φm：マトリックポテンシャル、Φp：圧ポテンシャル、Φo：浸透ポテンシャル、Φz：重力ポテンシャルである。

【マトリックポテンシャルと水分恒数】

• 久馬（編）（1997）による〔『最新土壌学』（106p）から一部修正〕〔リンクはフリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』〕
  

  表7.4　マトリックポテンシャルΦと水分恒数の関係

  Φ kPa	水分恒数 （Water constant）	水の状態		孔隙	測定法
  0	最大容水量（0） （Maximum water holding gcapacity）	重力水 （Gravitational water）		粗孔隙（30〜100μm） （Macropore）
  -3	圃場容水量（-3〜-10） （Field capacity）				砂柱法
  -6					吸引法
  -50	毛管連絡切断含水量（-50〜-100） （Lento-capillary point）	易有効水	有効水分容量 （Available water） 毛管水 （Capillary water）	毛管孔隙 （Capillary pore）	加圧板法
  -100					遠心法
  -600	初期萎凋点〔植物が日中一時的に萎れる〕 （Primary wilting point）	難有効水
  -1,500	永久萎凋点〔植物が萎れて枯死する〕 （Permanent wilting point）				加圧膜法
  -2,700	吸湿係数〔20℃、湿度98％の大気と平衡〕 （Hygroscopic coefficient）	膨潤水 （Swelling water）	吸湿水 （Hygroscopic water）
  -30,000	風乾土水分〔日陰の大気と平衡〕 （Air-dried soil water）
  -300,000	単分子層吸着量〔水１分子が吸着〕 （Monolayer adsorption water content）				蒸気圧法
  -700,000	絶乾土〔水分含量がほぼ0〕 （Oven-dried soil）				炉乾燥法

【ダルシーの法則】

• ウィキペディア（HP/2013/12）による『透水性』から
  

  ダルシーの法則 　地下水の流れに対する解析によく用いられるダルシーの法則は、次式で示される。 v = ki v：見かけの浸透流速 [cm/sec]、k：透水係数 [cm/sec]、i：動水勾配 　この関係はヘンリー・ダルシーが1856年に上水道の濾過砂を用いて導いた。ダルシーの法則で求められる浸透流速は、単位面積を単位時間に通過する流量であり、正確には流速というよりは流束(FLUX)と理解すべきである。これに対して、実際に水分子が移動する速度を表す場合には、実流速という言葉が用いられる。 　透水係数（Hydraulic conductivity）とは土中の水の流れやすさを示すもので、値が大きいほど水が流れやすいことを示す。透水係数の変動範囲は目安として、粘土で10-9〜10-7、シルト・砂などで10-7〜10-3、きれいな砂で10-3〜1、きれいな礫で1〜103 [cm/sec] 程度で、一般に粘土は不透水、砂・礫は透水といってよい。 　動水勾配とは、 i = h / L h：水頭差 [m]、L：距離 [m]　である。

• 久馬（編）（1997）による〔『最新土壌学』（107-110p）から〕〔リンクはフリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』〕
  

  流量＝（土壌円筒の断面積）×（土壌の透水係数）×（ポテンシャル勾配） において q＝K（ΔΨ／gL） ここで、q：流束（フラックス、flux：単位面積当りの流量）（m/s）、K：透水係数（m/s）、ΔΨ：ポテンシャル差（kPa）、L：土壌円筒の高さ（m）。 つまり、水のフラックスは2点間のポテンシャル差に比例して大きくなるが、これをダルシーの法則（Darcy's law）と呼び、上式をダルシー式と呼ぶ。

【透水係数】

• 近藤（HP/2010）による『第４回　地下水流動系』から
  

  近藤（HP/2010）による『第４回　地下水流動系』から