土壌水分

２.３.２土壌水分の概念と表示
(1)土壌の基礎的物理性
(2)土壌三相と間隙率
(3)土壌水分の表示
密度
物質の単位体積あたりの質量をいう。
比重
比重とは、ある物質の密度と、基準となる標準
物質の密度との比である。
通常、固体及び液体については水（温度を指
定しない場合は 4 ℃）を基準とする。
土粒子の密度
水
空気
土壌
Vs
密度（g/cm3）
真比重
Ws
γs＝
Vs
γs
G＝ γ
m
土壌の真比重
土壌の母材
最小値
花こう岩、安山岩等
2.53
輝緑岩、蛇紋岩等
2.72
緑泥片岩等
2.69
砂岩、頁岩、泥岩等
2.49
洪積土壌
2.60
沖積土壌
2.55
火山灰土壌
2.35
2.6～2.7
最大値
2.72
3.06
2.93
2.68
2.71
2.62
2.65
代表値
2.60
2.80
2.80
2.60
2.60
2.60
2.50
土壌の密度
水
空気
土壌
105℃ 24時間乾燥
空気
土壌
V
乾燥密度（g/cm3）
仮比重
Ws
γd＝
V
γs
Ga＝ γ
m
土壌の仮比重、乾燥密度
土壌の種類
鉱質土壌
火山灰土壌
仮比重
1.0～1.4
0.6～0.8
乾燥密度
1.0～1.4g/cm3
0.6～0.8g/cm3
(2)土壌三相と間隙率
体積
Va
質量
空気
Wa
Vv
間隙
V
Vm
水
Wm
Vs
土粒子
Ws
W
(2)土壌三相と間隙率
体積
Va
質量
空気
𝑉𝑎
𝑉
液相率 =
𝑉𝑚
𝑉
固相率 =
𝑉s
𝑉
間隙率 =
𝑉v
𝑉
Wa
Vv
V
気相率 =
Vm
水
Wm
Vs
土粒子
Ws
W
=
𝑉𝑎 +𝑉𝑚
𝑉
(3)土壌水分の表示
体積
質量
含水比ω
ω＝Wm／Ws
Va
空気
Wa
Vv
V
体積含水率
Vm
水
Wm
W
θ＝Vm／V
水深
Vs
土粒子
Ws
d＝ D （θ/100）
演習問題
97.46gの100ccサンプラーで採土し，実験室で
秤量した結果，質量（容器＋湿土）は255.37gで
あった．炉乾燥後（105℃で24時間）に秤量した
結果，質量（容器＋乾土）は228.68gであった．こ
の土粒子の密度は2.65g/cm3であった．水の密
度が1.00g/cm3であるとして，以下の値を求めな
さい．
演習問題
サンプラー
97.46g
水
空気
土壌
サンプラー
255.37g
サンプラー容積：100cm3
空気
土壌
サンプラー
228.68g
土壌密度： 2.65g/cm3
演習問題
97.46gの100ccサンプラーで採土し，実験室で秤量した結果，質量（容器＋
湿土）は255.37gであった．炉乾燥後（105℃で24時間）に秤量した結果，質量
（容器＋乾土）は228.68gであった．この土粒子の密度は2.65g/cm3であった．
水の密度が1.00g/cm3であるとして，以下の値を求めなさい．
湿潤土壌質量  255.37  97.46  157.91g
乾燥土壌質量  228.68  97.46  131.22g
水分質量
 255.37  228.68  26.69g
演習問題
97.46gの100ccサンプラーで採土し，実験室で秤量した結果，質量（容器＋
湿土）は255.37gであった．炉乾燥後（105℃で24時間）に秤量した結果，質量
（容器＋乾土）は228.68gであった．この土粒子の密度は2.65g/cm3であった．
水の密度が1.00g/cm3であるとして，以下の値を求めなさい．
乾燥密度
乾燥土壌質量
131.22


 1.31g/cm 3
サンプラー容量
100
仮比重
乾燥密度 1.31


 1.31
水の密度 1.00
(2)土壌三相と間隙率
97.46gの100ccサンプラーで採土し，実験室で秤量した結果，質量（容器＋
湿土）は255.37gであった．炉乾燥後（105℃で24時間）に秤量した結果，質量
（容器＋乾土）は228.68gであった．この土壌の密度は2.65g/cm3であった．水
の密度が1.00g/cm3であるとして，以下の値を求めなさい．
含水比
水分質量
26.69


 0.203
乾燥土壌質量 131.22
水分質量/水の密度 26.69 / 1.00

 0.267 m3/m3
体積含水率 
サンプラー容量
100
水深
26.7%
 100  0.267  26.7 mm
14
(2)土壌三相と間隙率
97.46gの100ccサンプラーで採土し，実験室で秤量した結果，質量（容器＋
湿土）は255.37gであった．炉乾燥後（105℃で24時間）に秤量した結果，質量
（容器＋乾土）は228.68gであった．この土壌の密度は2.65g/cm3であった．水
の密度が1.00g/cm3であるとして，以下の値を求めなさい．
乾燥土壌質量 / 土壌の密度 157.91 / 2.65

 0.495
固相率 
サンプラー容量
100
液相率
水の質量/水の密度 26.69 / 1.00


 0.267
サンプラー容量
100
49.5%
26.7%
気相率  1.000  (0.495  0.267)  0.238
23.8%
間隙率  1  0.495  0.505
50.5%
15
２.３.３土壌の保水性
示量：含水率（θ）
示強：ポテンシャル（ ψ）
ψ＝ψg＋ψm＋ψo＋ ψp＋・・・
２.３.３土壌の保水性
ψ＝ψg
ψg
ψm
ψg
ψp
ψg
ψ＝ψg＋ψm
ψ＝ψg＋ψp
土壌
自由水
水を吸った場合
土壌水とマトリックポテンシャルの関係
テンシオメータ
２.３.３土壌の保水性
1kPa
1kN 1000N 1kg 0.001 m 3 100c m 100
1kPa 





cm  約10cm
2
1m
1kN 9.8N
1kg
1m
9.8
２.３.３土壌の保水性
10cm
100cm
1000cm
pF  log(10)  1.0
pF  log(100)  2.0
pF  log(1000)  3.0
２.３.３土壌の保水性
圧力
水頭
-1kPa -約0.1m
pF
-約10cm
1
-10kPa
-約1m -約100cm
2
-100kPa
-約10m -約1000cm
3
演習問題
テンシオメータの読取り値が-5kPaであった。この時のpF値を求め，この土
壌の水ストレス状況を診断しなさい。なお，重力加速度は9.8m/s2とする。
5kN 1000 N 1kg 0.001m 3 100cm
500cm
 5kPa   2 




 51.0cm
1m
1kN
9.8N
1kg
1m
9.8
pF  log 51.0  1.7
毛管水
吸着水
重力水
pF
7
7.0 炉乾
6.3 単分子吸着
6
5.5 風乾
マ
ト
リ
ッ
ク
ポ
テ
ン
シ
ャ
ル
5
158m
4.2 永久しおれ点
4
10m
3.0 生長阻害水分点
3
0.3m
2
1.5 圃場容水量
1
ｰ∞
土粒子
無効
水分量
難利用水分量
容易有効
水分量
土壌水分特性曲線と水分定数の関係
重
力
水
２.３.４土壌水分の測定法
(1)採土法
(2)テンシオメータ
(3)電気抵抗法
(4) その他の方法
含水率
ポテンシャル
２.３.５水分定数などの決定
(1)土壌水分特性調査
1) 24時間容水量
2) 生長阻害水分点
3) 容易有効水分量(RAM)
２
４
時
間
容
水
量
生
長
阻
害
水
分
点
容易有効水分
吸着水
毛管水
重力水
団粒
毛管水
土粒子
吸着水
有機物
重力水
土壌の構造と土壌水の形態
団粒化土壌
砂土
重埴土
２.３.５水分定数などの決定
(2)畑地水分消費調査
1) 有効土層
2) 土壌水分消費型(SMEP)
3) 制限土層
4) 総容易有効水分量(TRAM)
容
易
有
効
水
分
４３２１０
日日日日日
目目目目目
有
効
土
層
有
効
土
層
容
易
有
効
水
分
４
日
目
有
効
土
層
３
日
目
２
日
目
１
日
目
総
容
易
有
効
水
分
量
制限土層
水分消費型
SMEP
1層：40%
2層：30%
3層：20%
4層：10%
TRAM
TRAM=0.7ΣRAM
総容易有効水分量＝全容易有効水分量の７０％
７０％
TRAMの演習問題
計画最大日消費水量：5.0mm
深さ
層
有
効
土
層
1
2
3
4
cm
0-10
10-20
20-30
30-40
24時間容水量生長阻害水分点土壌水分消費型
fc
ML
SMEP
%
%
%
35.1
21.7
41
33.8
22.5
28
33.5
21.9
20
31.6
20.2
11
計画最大日消費水量：5.0mm
層
有
効
土
層
1
2
3
4
層
有
効
土
層
1
2
3
4
深さ
cm
0-10
10-20
20-30
30-40
容易有効水分RAM
mm
RAM1={(fc 1－M L 1)/100}*100=
RAM2={(fc 2－M L 2)/100}*100=
RAM3={(fc 3－M L 3)/100}*100=
RAM4={(fc 4－M L 4)/100}*100=
13.4
11.3
11.6
11.4
深さ
cm
0-10
10-20
20-30
30-40
容易有効水分RAM
mm
{(35.1－21.7)/100}*100＝
{(33.8－22.5)/100}*100＝
{(33.5－21.9)/100}*100＝
{(31.6－20.2)/100}*100＝
13.4
11.3
11.6
11.4
13.4mm
有
効
土
層
11.3mm
11.6mm
11.4mm
計画最大日消費水量：5.0mm
層
有
効
土
層
1
2
3
4
層
有
効
土
層
1
2
3
4
深さ
cm
0-10
10-20
20-30
30-40
消費水分
mm
RAM1/(SMEP/100)＝ 32.7
RAM2/(SMEP/100)＝ 40.4
RAM3/(SMEP/100)＝ 58.0
RAM4/(SMEP/100)＝ 103.6
深さ
cm
0-10
10-20
20-30
30-40
消費水分
mm
13.4／(41/100）＝ 32.7
11.3／(28/100）＝ 40.4
11.6／(20/100）＝ 58.0
11.4／(11/100）＝ 103.6
制限層
○
制限層
○
計画最大日消費水量：5.0mm
切り捨て
計算式
解答
計画間断日数
TRAM÷計画最大日消費水量
32.7÷5.0＝6.5
6日
1回の計画
かんがい水量
計画間断日数×期別の計画日消費水量
6×3.0＝18.0
18mm

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