綜説 土 壌 水 分 吸 引測 定 装置 の 改 良 佗 つ い て 石 川武 男・ 徳永 光 一・ 月舘 光 三 岩 手大 学 農 学 部 は し が き 遊 離 エ ネ ル ギ ー に よ る土 壌 水 分 の 表 示 とそ の 解 析 は ， 土 の 構 造 や 透 水 性 を は じめ と し て ， そ の 物 理 的 ・ 力 学 的 諸 性 質 の 解 明 に とつ て ， き わ め て 有 効 な 方 法 で あ つ た 。 し か し な が ら ， そ の 測 定 法 ほ 未 だ 普 遍 的な もの が 確 立 さ れ て い る とほ い い 難 い 。 こ こ で ほ p F 5． 0 以 下 の 低 領 域 で の 吸 引 法 に つ い て ， 多 くの 研究 者 が 創 作 し た 各 種 装 置 の 改 良 と発 展 の 跡 を し ら べ ， 筆 者 ら が 用 い て い る 装 置 に 言 及 した い と思 う。 1． 諸 研 究者 の 唄 引 測 定装 置 ま ず こ れ ま で に 改 良製 作 さ れ て き た 諸 装 置 か ら ， 主 な る もの の 特 徴 と ，若 干 の 所 感 を くわ え 改 良 と発 展の 跡 を た どつ て み る こ と に す る 。 1 ） H a 土n 。孟） の 装 置 （ 1 9 る 。年 ） ピ ュ ー レ ツ ト内 の 水 位 を コ ッ ク に よ り 調 節 す る こ と で ， ブ フ ナ 一 婦 斗 内 の 試 料 に 任 意 の サ ク シ ョ ソ が 作用 す る。 平 衡 後 の ピ ュ ー レツ ト内 水 政 変 化 に よ り試 料 の 含 水 量 を 知 る 。 試 料 寸 法 は ， ≠ 9 珊 × 高 さ 2 0 0 。 H a l n e s は この 装 置 で 理 想 土 壌 と砂 に つ い て ヒ ス テ レシ ス 曲 線 の 測 定 を 行 つ た 。 （ 筆者 所 感 ） 後 述す る R u s s e l l の 装 置 の 原 型 に 当 る と考 え ら 民料 れる 。 こ れ ら H a 土n e s 塾 の 共 通 点 と し て 脱 ・ 吸 水 量 に よ つ て ， 最 初 の作 用 圧 が 変 化 す る た め 平 衡 に 達 し た 時 は ， 所期 の 負 圧 が 作 用 で き な い欠 陥 が あ る 。 2 ） S 。b 。 f 土。 1 遥 ） の装置 （ 1 ，5 5 ） プ フナ ー 漏 斗 に 堀 紙 を 敷 き， そ の 上 に 吸 引 を行 い な が ら シ ル トを 厚 さ 1 初凪に敷 い て フ ィ ル タ ー とす る。 吸 引 圧 を 一 定 に 保 つ て 脱 水 の 終 了 後， 試 料 を 蔵 出 し て 含 水 量 を 測 定 す る。 （ 所感 ） 第1 図 法a i n 昏S の 装 置 （ 1 9 5 0 ） 圧 力 を 変 え て ， 同 一 試 料 を 連 続 的 に 測 定 で き な い こ と， 吸水 系 の 測 定 が 行 え な い な どの 欠 陥 が あ る。 し か し ， フ ィ ル タ ー か ら 多少 の 空 気 が 洩 入 し て も測 定 可 碓 な こ とや ， 装 置 の 簡 便 さ か ら今 日 で もな お 用 い ら れ て い る もの の 一 つ で あ る。 本 装 置 の 使 用 は B o u y o u − CO S の 方 が 古 く， 1 9 2 7年 に 同 様 な 装 置 を 用 い て い る。 5 ） B r a d f 土。1 d ￣L ア ブ ナ ー 捕 斗 と J a m i s 。碧 の 装 置 （ ， 9 吉 8 ） 試 料 か らの 脱・ 吸 水 量 は ， ほ ぼ 水 平 に 横 た えた ピペ ッ トの 目 盛 変 化 で観 測 す る 。 吸 引 圧 は電 磁 弁 の 開 閉 に よ つ て ， 一 定 圧 に 調 節 させ な が らサ ッ カ ー で 作 用 す る 。 フ ィ ル タ ー ほ L l v 土n g s 七o n ブや 殆 蒸発 計 チ ュー バ ク テ リア ・ フ ィ ル ター（ 孔 隙 径 1 ∼ 1．5 〃 ）を 用 い た 。 こ ほ 夢ク園 S （つb n f i e l d の 装 置（ 1 9 5 5 ） H a 土工e S の 装 置 は 脱 ・ 吸 水量 に よつ て 作 用 圧 が 変 化 す る 。 し か し 本装 置 で ほ 量 水 ピュ ー レツ トが 水 平 のた ′∼J 水 魚 バ 叱 フ （ 所感 ） ． ク リセ ロール 生じな い 。 ︵偉譲 渡︶ ＝ 換 め，真 空 調 節装置 が附 萬す れ ば非 平衡 状 領域 も p F 2 ． 9 ま で 拡 張 さ れ て お り， 吸 引 牡 仝 タンク ． ハ 叱フ 態に お い て もー 定 圧 を 維 持 で き る○ 測 定 水 洗 ポ ーノンノ 2 れら は 水 銀 柱 一 占 O C爪ま で 空 気 の 洩 入 を ピペ 艶j阿 ット 法と し て ， ほ とん ど 完成 の 域 に近 い 0 （たれ ，真空 調 節 装置は R j c b a r d s の考 案 に よ る もの で あ る0 第 5 囲 B r a d f i e l d とJ a n l s o n の装置（ 1 9 5 8 ） ）わ が 国 で は ， 上 記 フ ィ ル タⅦ の 入 手 が 担 難 な こ と・ 圧 力 調 節 装 置 が 繁 鎖 で 高価 な た め 本 装 置 の 製 作 は 行 わ れ て い な い よ うで あ る0 。） R 土。b a r d よ も 装 置 （ 1 9 5 8 ） 正 圧 と 負 圧 を 作 用 させ ， 試 料 に 対 して 水 銀 柱 1 5 0 C確 度 T 如 1＋b 2 一 怒 ま で の 張 力 を 加 え る こ とが で き る（ 張 力 う o RIchardsはこの装置をPressure Cellとよんでいる0二重壁自 働か ん 水 ポ ッ トを 利 用 し て ， 加 圧 部 分 を 改 修 した 装 置 で あ る0 試 料 容熟 ま d 8 cC で あ るが・ 必 要 が あ れ ば2 ． 4 口O C e の 自動 か ん水 ポ ッ トを 用 い る こ と もで き る。 水 分 変 化 ほ ピ ュ ー レ ツ トで 観 測 す る か ら， 連 続 的 に 圧力 を 変 え て測 定 で き る0 ロ． 0 2 cc／ ／ 恐a y 以下の 水量 変 化 に 達 した 時 を 平 衡 状 態 とす る。 脱・ 吸 水 両 過 程 の 測 定 が で き る0 （ 所 感 ） 正 圧 と負 圧 を 用 い た点 が 水 墟5 1′ （克 之） 独特 で あ る。 吸 引法 装 置 とい う よ りは ， 1 9 4 7 年 に R ⊥c h a r d S が 完 成 す る 正 虻 院脱 水 装 置 の 原 型 とみ ら れ るo l L B） 5 ） R 11 S S O l l 料 一一 ・ 一 − −￣ ￣ ■ ≠ユ ー リ ン ク ー l 6欝 の 装 置（ 1 9 4 2 ） 水 外 管 を 上 下 す る こ とに よ り， 試 料 に 張力 を あ た え る。 重 液 と水 の 界 面 変 動 一舛 耕 ス ガ弓ノ ＝ a ＋ b ＋ 6・C（水 柱 珊 ） で あ たえ ■C 圧力（尤′ ）一 多’−つ 紺芯 に よ り水 分 変 化 量 を測 定 し ， 鼓 力 は H 忘 8 卯郡 札ナ ユー櫨 ら れ る 。 重 液 は テ トラプ ロ ム ユ タ ソ （ S ＝ 2． 9 7 ）父 ほ 水 銀 を 用 い る。 フィ 第4 囲 R I c Ila r d s の装置 （ 1 9 5 8 ） ル ター は シ ソ タ ー ドグ ラ ス を 用 い て −1 4 0 c仇（ 水 柱 ）ま で 測 定 し て い る。 （ 所 感 ） 原 理 ほ H a 土コ P S の もの と全 く 同 じ で あ る が ， 採 土 器 の ま ま 王液 不披 乱 試 料 を セ ッ トで き る こ とや ， 二 重 管 と重 液 に よ る張 力 負荷 な どの 点 で一 歩 前 達 し て い る とみ ら れ る。 し か し 8 ） に 述 べ る よ うな 欠 陥 が あ る。 り如 n d 土Ⅹe 。と S l a t 。ヱ）の装置（ ＝ ＝ ） 主 と して ， 野 外 試 験 に 用 い る 装 置 で ， 一 占O c7の 負 圧 で 1 時 間 観 測 を 続 け 第5 囲 R l」S S e l l の 装 置（ 1 9 4 2 ） 5 て終 了す る0 1 時 間 以 内 に お け る 脱水 量 ∼時 間 曲 線 の 形 か ら・ 孔 隙 分 布 の 慣 向 と透 水 係 数 の 大 小 を 知 る ことを 目的 とす る 。 フ ィ ル タ ー は 溶 解 2 枚 を 重 ね て 用 い る0 定 水 位 管 を 上 下 し て 所 定 の 負 圧 を 作 用 させ ， 脱水 量 は 建 水 位 管 か ら の 海 流 水 を 測 定 す るo S m 土 七 b ・ B r n W n l n g ・ p 。h l 皿 a n （所 感 ） カラ ー ら の 装置 を 現 地 試 験 用 に 単 純 化 し た もの で あ る0 拭料 4● 水 柱 差 に よ つ て 負 正 を 作 用 させ る点 は H a l コ ・e S の 装 置 1．丘 と同 じ原 理 で あ るが ， 建 水 位 管 を 用 い て 野水 量 に よ る圧 力 変 化 を 防 除 押え 神 □放 した 点 は 注 目 し て よい 0 但 し吸 水 系 ほ 測 定 で き な い 0 現 場 で 短 時 間 に 20 メッ シュ 魚 水也 管 測定 が 可 能 な こ と， 不 竣 乱 採 士 に よ る透 水 係 数 の 測 定 よ り も本 装 置 の 測定 結 果 の 方 が ， 浸 透 速 度 の 判 定 に 信 顛性 が 高 い 点 な ど B e n 且土Ⅹe n ⊃一 ム 菅 らの 主 張 は 今 後 も 検証 す るに 値 す る0 な お 筆 者 らの 経 験 に よれ ば 国 産 鮮の漏気圧も 2芹 重ねで ￣ d O 珊 程酢 あつた0 第占 園 B 7 ） C r o n ㊦ y の装置 （ 1 9 5 2 ） e n d 土Ⅹ e n S l a 七e r （ 1 原 理 囲 の み で 詳 細 図 は 示 され て い な い が・ フ ィ ル タ ー は シ ン クー ド ・ グラスで測定 結 果 は p F 2． 8 と の 装置 9 4 占 ） ま で 示 され て い る0 非 圧 縮 性・ 半 圧 縮 性， 圧 縮 性 の 三 蔭 土 質 に つ い て ヒ ス テ レシ ス を 測 定 し て い る0 試 料 土 噴5 1 試料 は路 床 ・路 盤 の もの で あ る 0 （ 所感 ） 原 理 は B T a d 臼 e l d の もの と全 く同 様 で あ るが ， 試 料 土を 採 土 環 か ら は ず し て 収 縮 ・ 砂 脹 を 自由 に し て い る こ とは 注 目す べ メニ ス カ ス き で あ ろ う。 8 ）内 山 増 援 も装 置（ 1 9 5 4 ） Ru ss el l 第 7 囲 C T 。n e y の 贅置 （ 1 95 2） の 装 置 で は 次 の よ うな 欠 陥 が あ るの で ， これ を 改 良 し た装置 で あ る。 土） 吸 引 圧 零 点 の 位 置 を 精 確 に 求 め られ な い 0 低下 し所定の 負荷正 を 作 用で きな くな る0 叫 脱水 量 が 多 い 時 ほ 重 液 界 面 が 甚 し く 山 ） 試料飽和 のた め の給水 装置 が 必要 で あ る0 叫 重液 ・ テトラ ブ 。ム ユ タ ソは 高 価 で ， 数 回 使 用 の 後 は 白 濁 し て 使 え な くな る0 これ らの 点 を 改 良 し て 装 置 ⑮ に よ り試 料 飽 和 の 便 を は か り， ⑬ に よ つ て 過 剰 水 の 排 除 を 可 漣 と し， 重 液として安価 な 4 鉛 化 炭 素 を用 い た。 また ， 吸引 正零 点 は飽和 試料 表 面に と る べ き こ と を 明 ら か に し た 0 フ ィ ル タ ーほ G 4 シ ソ タ ー ドグ ラ （ 所感 ） 知 日s e l l が ， 誼a l n e s の 装 置 を 大 き く改 良 し た 意 義 は 静 め ら れ る ① 型共 通 の欠 陥 として非 平衡 時 の 圧力が 一定 に維持 で き I な い点 は本 装 置 に お い て も 改 良 さ れ て い な い 0 9 ）北岸 ．沖払 装置（ 1 9 5 り ① B r a 且f 土e l 且塾 5 ）に つ い て 次 の 点 を 改 良 し た もの で あ る 。 1 ） 夢R 野 一句一 後述 す る。 C か し た こ と。 α は ＼吸引 吸 引 圧 調 節 装 置 を 簡 便 化 し た ， 止 ）不 凍 乱 試 料 を セ ッ トで き る よ うに （ 所感 ） ： 8仰 彪 鮎﹂ ≒ ； 湖． ． ． ・ ． 三 拭▲ 二 二 ご ■ − く う こ ‡ 如； 1等 ， 壬 スを用 いた。 内 山・ 西塚 の 装置 （ 1 9 54 ） ﹁川 一 実 況 g Q l∫ ■ ） 水 G 4盗 フイ 藍 ヤ 5且寒 紳 □ 瓶 ； 三 ・ 水 叔 妄 兵￣￣れ （ 2塩 完 レット ≠＝ コロヂオ γ躾 ノ 馬諾 吉男 トッフシヾル デ 品 発見 ヨ 内径2 し † 血 第 9 囲 北 岸・ 沖 田 の 装 置 （ 1 9 5 占） 第1 0 図 10 ） 案 下 の 装置（ 1 9 5 7 ） 1 0 ） 真下 の装 置（ 1 9 5 7 ） フィ ル ター ほ コ ロ ジオ ン膜 を 軌 え，真 空 乾燥潮 粗 この溶 液 に浸潰 し， 引上 げ て 細 す る ）・ p 甘 口∼ 2・7 ツ トで 私 、 （ 5・5 ％ の コ ロ ジ オ ン氷 酵 酸 溶 液 に 炭 威 力 リを コ ロ ジオ ン量 の 弦 加 を鹸 き手早 く水 中に 入れ て 固 ま らせ ， よ く水 洗 い の 測 定 を 行 つ て い る。 減 圧 吸 引 に よ つ て 土 壌 よ り抽 き 出 さ れ た 水 の 量 を ピ ュ ー レ 版 る。 試 料 ほ 4 0 0cの 採 土 円 筒 で 採 放 し た もの を 飽 和 後 円 筒 の ま ま 漏 斗 に セ ッ トす る。 脱 一 波 水 両 系 の 測 定 が 可 能 で あ る。 （ 所感 ） 外 戚 は H a i n e s の も の と同 様 で あ る が ， 負 荷 を水 柱 差 で あ た え る の で ほ な く， 淑 圧 矧 に よつ て い る点 は・ S c h o f l e l d や B r a d f l e l d 塾 と 同 じで あ る0 取 掛 よ る圧 力 変 化 の 調 節 は 人 為 傑 作 に また ね ば な らぬ よ うで あ る0 簡 便 で あるが ， 抽 出水 に しか し， コ ロ ジオ ン摸 の 作成 に 改 良 を 試 み て い る点 を 注 目す べ き で あ る。 2・ り 装 置 改 良 の 問題 点 装置 に必要 な 機 能 前 節で年 代順 咽 瞳 装置 を概 凱 括 して・ よ り優れ た 構枇 たが， これ らの 装置 が それ ぞ れに 射 もつ ため に 装置 の磯 批 し，実 験の 目的 に応 じて， 婚 な鮎 る特長 や ， 筆 者 らの 経 験 を 総 ほ どの よ うなノ 如 ミ 必 要 で あ るか を 挙げ て 見 る。 た ゞ も多少 異 つ て くる が・ こ こでほ p F 一水 分特 性 曲線 ？剛 を 目標 と し て 論 ず る。 （ り 同叫 試料 につ ・ し、て・ 各 新 段 階 に応 じた 平衡 水 分 を連漸 帥 淵 定 で き るこ と。 （ 虫） 脱 ・ 吸 水 系 の 切 替 え 測 定 が 連 続 的 に行 え る こ と。 （叫 水 分の 非平 衡 時 におけ る鯛 （叫 試料 哨 勅 虫す るフィル ターの 精 削 （ Ⅴ） 水 分 変 化 に 応 じて 試 料 額 が・ 一 定 値を 維持 す る よ う自動調 節 され るこ と。 漏 売凪 の 収 縮・ 棚 透 水 性 ， 耐 用性 ）が 優れ てい るこ と。 が 自由 な こ と0 試 料 は 自然 状 態 の もの もセ ッ トで き る こ と 。 以 上 の各要 素 は い ずれ も， その 重要性 にお い て優 劣 をつけ がた いが ，（⊥） （上土） （池 川 欄係 し・ （叫 （叫 ほ装 置の部 分的 改 良 鴫 つ こ とが で きる ので 鯛 を問 題 と して ， 前 節 に 述 べ た 各 瞳 装 置 を 検 討 す る 。 装置 の機構 全 体 で は主 として（⊥） （叫 （血 ）の諸 点 2 ） 水 頭 負 荷式 と 気圧 差 良荷式の 比較 従 来 ， わ が 国 で は 吸 引 装 置 を 垂 直 型 と水 平 型 に 分 煩 す る こ とが 行 わ れ て い る が・ これ ほ 量 水 ピ ュ ー レ ソトが 外 見 的 に 垂 直 か 水 平 か とい うこ とに 着 目 し た 分 け 方 で ， き わ め て 便 宜 的 な もの と思 わ れ る0 し か し ， 筆 者 ら は 各 装 置 の 特 性 を 比 改 し・ さ ら に 今 後 の 装 置 改 良 の 方 向 を 明 ら か に す る 立 場 か ら， 試 料に 対 す る 張 力 負荷 方 式 に よつ て 前 述 の 各 種 装置 を 大 別 し て み た い 。 装 置 1 ） 5 ） 占） 8 ）な どほ ， い ず れも水 柱 （ 重 液 柱 ）の 水 頭 差 で 負 荷 さ れ るか ら水 頭 （ ま た ほ 重 力 ）負 荷 式 と よ ぶ こ とに す る。 こ れ に対 して 2 ） 5 ） 4 ） 7 ） 9 ） 10 ）な どは 真 空 ヤ ソ プに よ る気 圧 差 で 負 荷 を 行 つ て い る か ら気 圧 差 負 荷 式 と呼 ぶこ と に す る 0 この両 方式 が前項 で述 べた く †装 置 に 必 要 な 柳 巨”（ 土） （ 五） （郎 を・ い か に 満 足 させ た か に つ い て 以 下 に検 討 す る ○ （1）の濯 剛 性 に つい てほ ， 装置（2）を除 け ば 負荷方 式 の 如何 を 問わ ず可 繕 で あ り， 大部 分 の 装置が 量水 ピ ュ ー レ ツ トを 用 い て 解 決 し て い る事 は ， 今 後 の 装 置 改 良 に お い て も継 承 され るで あ ろ う。 次 に（止 ） の 脱 ・ 吸水 系 の 切 替 に つ い て も装 置 2 ）， 占） を 除 桝 凱 、ず れ も可 能 で あ り， そ の 特 長 は 試料 ・ フ ィ ル タ ー ・ 量 水 管 の 三 者 が 連 続 水 柱 に よ つ て つ な が つ て い る こ とで あ る0 この 点 も今 後 に うけ つが れ る 方 法 と思 わ れ る 。 第 5 に． 負 荷 方 式 に よつ て 異 る の ほ（ 加 妙 張 力 変 化 に 対 す る 巨働 調 節 の 問題 で あ る0 前 節 の 各 瞳 装 置 で 見た 通 り， 水 頭 負 荷式 で ほ こ の 点 が す べ て 人 為 調 節 に ま か さ れ て お り， 白働 化 さ れ た も の ほ 一 つ もな か った 。 これ に 対 し て 気 圧 差 負 荷 式 の 5 ） で は 白働 化 され て い る0 そ こ で 目働 化 を 可 詑 あ る い ほ 不 可 撼 に した 理 由 に つ い て 考 え る と ，㈹ 水 頭 負 荷 式 で は ， 量 水 菅 中 の 水 位 増 滅 に よ る 張 力 変 化 を 調 節 す る に は 量 水管 の 位 高 調 節 を は か らね ば な ら な か つ た が ， これ は 装 置 と し て 自働 化 が 困難 で あ つ た 0 し か し ，何 気 圧差 負荷 式 で ほ ， 濃 力 変 化 が 空 気 圧 変 化 と して 現 わ れ るか ら ， 真 空 調 節 装 置 を 用 い れ ごよ い 0 空 気 圧 調 節 の 方 が ， 量 水 菅 の 位 高 調 節 に 比 べ て・ 白 働 化 が 容 易 で あ つ た と思 わ れ る0 し た が つ て ， 従 来 の 装 置 を 気圧 差 負 荷 式 と水 頭 負 荷 式 に 分 け て 考 え た 場 息 張 カ り 白働 調 節 に つ い て ほ 前 著 が 後 者 よ り優 れ て い た と云 う こ とが で き る。 し か し， 鎗 力 の 自働 調 節 の 可 拍 性 に つ い て の・ よ り本 質 的 な 間 掛 ま装 置 が 次 の 2 つ の 機 構 的 条 件 を 満 足 し て い る こ とに あ る と思 わ れ る 。 こ の 条 件 が 満 され て い れ ば ， 水 頭 負 荷 式 で あ つ て も将 来 に お い て は 張 力 の 自動 詞 節 が 可 諸 に な る と思 わ れ る0 す な わ ち ， a ） 量 水 管 と張 力 負荷 傾 が 浄離 し て い る こ と。 b ） 量 水 管 が 志 水 頭 で あ る こ とD a ） に つ い て は ， 気 圧 差 式 で は 総 て 必 然 的 に 分 離 が行 わ れ て い る。 これ に 対 し水 頭 負 荷 式 で は 殆 ど行 わ れ てい な い。 しか し水頭 負荷式 で も装置 d ）の よ うな 方式 で，勧 陀 社 は可 絶 とな るの で あ るo 菅の下部 に量 水管 を 設置 す れ 王分 h）ほ装置5）7）9）では量水管を水平にすることで解決しているが・後述 す る筆 者 ら の 装 置 の よ う に 垂 直 型 で も解 決 ほ 可 碓 で あ る 0 い ず れ に して も， 張 力 調 節 の 白 働 化 を 計 る 場 合・ 上 記 a ） n ） の 機 構 的 条 件 を 満 足 す る装 置 が 今 後 の 改 良の 方 向 とな ろ う○ 以 下 に述 べ る 筆 者 ら の 装 置 もそ の 試 み の 一 つ で あ る 0 5． 筆 者 ら の 装 着 筆 者 らほ ・ 1 9 ） に 述 べ た北樟∵ 沖 田 らの 装置 を 2 ∼ 5 年 使用 して きた 紆乱 そ の簡 層 さに おい 七有 用 d な測 定法 で あ る こ とを 椒 したが・ 次 咽 原 型 を と どめ な くな つ た 。 ま ず 糖 べ る よ うな＝ の欠 陥 を も認 め漸 次 改 良の未 ，今 日では殆 ど 式 装 置 の 欠 陥 を要 約 し よ う。 1 ）北 岸式 でほ 圧 力調 節を 人為 模 作 で行 うの が 馴 Jで あ る0 舶 としてい るが・ この緩 衝機軸 2 ） 北楓 タソクに よ り調 節 操 作を 瞳凱 まとん ど期待 で きな い。（ 特 に夜 間 な 撫 まG 4 グ ラ ス フイ ′ レター を 用 い て p F 25 0 ま で 測 射 人 で実験 を鵬 よう で きな い。 ） る0 それ 以上 の 高 圧 は G 4 フィル タ ー の 上 に Z s j g 皿n n d y の メ ソ ブ ラ ン ・ フ ィ ル タ ー を帖 付 す る0 筆 者 ら の 経 験 で ほ メ ソ プ ラ ン・ フ ィ ル ターは， 1 ∼ 2 回 で 改凱 た0 叉帖 付 憎 もなか なか 槻 で あ つた0 国 産の G 4 グラ ス フィ ル ターほ p F 2・0 程 窄 が 限 度 で あ つ た 。 5 ） 量 水 ピ ュ ー レ ツ トが ほ ぼ 水 平 （ か 債 斜 ） で あ る。 その た め メ ニ ス カ スが 長 円 形 とな る。 し た が つ て メ ニ ス カ ス ほ ピュ ー レ ツ ト内 の 位 卸 こ よつ て ′ 形 跡 不軸 と な り翻 誤 差 は 大 き くな り易 い な ど であ る 。 筆 者 らは こ れ らの 点 を 改 良 し た が・ そ の 概 要 は 第 1 1 図 頓 す 0 （ 改 良 され た 装 置 ほ 2 連 式 で あ るが ， 跡主 1 連 式 を 囲 化 して あ る。 ） 食 滞 ／嘉 島 防 止 ビーカ ー 給 水 マ ノ メ ー タ ー ︼i 典 杢 ボ ン﹂ フ ピ ュー レ ッ ト ︵ 25 巴 石油 さ牙 ヰ H T J 脱水 為 し 試料 土 児罰 水 D 覗水 系 ひ一 ］〓 連結 書 瓶 ／ 圧力 碑 林 タ ンク 金氷 吐 フラス コ 第1 1 凶 士魂水 分 吸引測 定 装置（ 改 良型 ） 1 ） 圧 力 タ ンク 鮒 圧 は 滑 車 を 通 じ カ ウ ソ ター ウ ェ イ トに よ つ て 作 用 させ る。 ウェ イ トを 調 節 す る こ と に よ り任 意 の 負圧 h を 侍 る0 気 温 変 化 と脱・ 吸 水 量 に よ る 圧 力 梵 化 は・ ウ ェ イ トと滑 車 で 自動 批 維新 る。理 組 だけ ウェ イ トの樹 が充分咄 まタソ クの 上げ 下げ に よ り水 中部 分の シ リン ダー壁（ 高 さ△ h ）の排 断 脂 量岬 1 0 0c 喝 機批 恒 圧が得 られ る。第 1 2 軌 ま改 良 タン ク と北別 ヒ餃 試験 結 果（ 武断 し， 圧 力 の変化 ほ 士 0・2 珊 で・ ほ とん ど憶 圧 と祇 島 タ ン クの 寸 法 ） の緩 人 為 調 節 を加 えな い ）であ る0 改良 タン クほ素 する タ ン クの 上 下 移 動 は きわ め て 敏 感 で あ つ た 。 佃 る水 の浮力 ヒが 生 じ 圧力 調整 に誤 差が 生 ず るは ずで あ る0 しか し タン クの 断面 積 きいの で，実 験 的 には ほ とん ど完納 衝 タ ンクに よる， 圧力 鮒 瓶の靴 調 節 され， 恒 圧 を 内側 シ リ ン ダ ー ≠ 1 1． O c 爪× 1 2 5 c欄 外側 シ リンダー ≠ 1 2． D cm x l 1 5 。 珊 す こ とが で き る0 売温 変 化 喝 爪 【 づ ♂ ダー 斬 面 積 は 上 下 一 億 に す る こ 2 〆C とが 原 理 的 に 必 要 で あ る○ 叉 滑 10 g r ∂ 70R ︻ 滑車 が よ い 0 値力調節タンク乏 朝一 †モ ガ 躯 オ ー i 首 ち 室温 l l ⊇ 直径 の 大 き い （ ≠ 2 2 Cm ）単 一 ． 女． ． ／ ！／ ∃ − プ♂ 「／♂ 革は軸 受 に べ ア リ ソ グ 付 とし ・ 、 k ナー † 一イ ． へ ト／ タ時 ／♂ ／／ ／Z ／J ／4 ／∫ ／古 ／ 7 タ ノク 】l 日 ・一 の上 下 移 動 叶 み 圧 力粥 葡 タ ンク ン キ 塗 装 で ， と くに 内 側 シ リ ソ r 卜 し ふ町タ」ク便】 用の ！ ′ ／一 ト 、≡ 戸棚 lm ㌍ ンクの上下管勅 J ∂℃ 一卯 仇 亡爪 負 圧 州 −∫ク 〃ト 濃 度 灯 ツ リソ ダ クー （ 構 造 上の注 意 ） ＿の 材 料 ほ 1．5 前祝厚 の 鉄 板 ， ペ ／／ ノ2 12 日 時間 の重量差 第1 2 国 正 力 調 整 機 碓 比 較 試 験 （ 負 正 5 D C朋こお け る試 験 ） でも滑 動 す る よ う配 意 し た 0 （ 操 作並 に 利 点 ） ウエ イ トを 加 減 す るだ け で 所 要 の 圧 が え ら れ る0 − 1 0 0C蛇 は 約 1 5 監g の 分 銅 を 必要 と し， 1 0 D 群 が 約 1 c刑 こ相 当 す る0 構 造 ・ 礫 作 が 単 純 で あ る た め ， 故 障 ほ ほ とん どな い 0 （ 使 用 限度 ） 構 造 上 − 1 0 0 C鳩 膏 が 限 界 で あ り， p F 2・0 以 上 に つ い て は 日下 研 究 中 で あ る0 2 ） フィ ル タ ー及 び試 料 セッ ト （ フ ィ ル ター ） ∼2 ． 0 ，後 者 ほ p 甘 フ ィ ル ター は ， G 4 グ ラ ス・ 7 イ ′レ タ ー と石 膏 フ ィ ル タ ¶ を 用 い た 0 前者 は p F O 口 ∼ 2・ 8 ま で 測 定 耶 巨で あ る 0 石 膏 フ ィ ル タ ー は テ ソ シ ョ ソ メ ー タ ー の ポ ー ラ ス カ ップ と同 一 の 材 質 で あ る0 フ ィ ル タ ー 寸 法 は 直 径 占 O m 仇， 厚 さ 5 乃珊の 円 盤 で 第 1 5 囲 の よ うな 美鈴 製 フ ラ ンヂ に 固 定 し た 。 更 フ イ ′ レ タ ー の 透 水 係 数 は 次 の と う り で あ る0 グ ラ ス フ ィ ル タ ー k ＝ 5・4 1 × 1 ロー5 ∼ 旦4 7 × 1 ロー 6 c m ／ S 2 C 石 膏 フ ィ ル ター k ＝ ・5 1 5 × 1 0 −ア ∼ 2・2 4 × 川 −8 〝 石膏 フイ ′ レタ ー ほ ， k の 値 か ら 味≠ユー 製 推定 で き る よ うに ， 通 水 が 悪 く， 廼転 測定 に長 時 間 を要す るのが 欠 点 で 閻 帖 ＿ あ る 。 け れ ど も測 定 領 域 を か な り 大仰 こ広 げ る こ とが で き る0 叉両 吸引 − フイ ′ レ タ ー は く り返 し 使 用 に 耐 え ， 表面 鼻面 園 ≒≒≒妻≒基 一 二股 魚水￣ 二 ： 梨 フランダ 厚さ5仰し ト 6・ 8Cれ1−→ 雲浩ア窟 図 チック 梨 己3 ¶ l ） 筆者 らの グ ラ ス フ ィ ル ター は 5 年 ， 石膏 フ ィ ル タ 】 ほ 1 年 間 用 い て い ビこ 一ル 稚 い ■ ′鉄 製 十 字 丑 る。 （ フ ラ ソヂ ） 課 トー 6 β れ−−十 フ ラ ンヂ は 鋭 気 号第 貸 水 中 で ， カ ッ プ と ボ ル トで境 合 す 鮒 − 収≠ ユー 製 繰上 シ リンダ 」 ： ・ 放 免 水． フィル ター ケ＝ 6 亡¶ 屏己 0 ．5 じ≠ る。 フ ィ ル タ ー 鑑 面 ほ ， 気 泡 付 着 断 面 図 を 防 止 す る意 味 で は 全 面 露 出 させ 第1 5 囲 た か つ た が ， p p 1 5．0 近 くの 吸 引 圧 で フ ィ ル タ ー破 損 の おそ れ も ゎ フィ ル タ ー ， フ ラ ンヂ 並 に 試 料 故 付 図 た の で ， 十 字 型 の 支 え を 残 し た 0 こ の 支 え と フ ィ ル ター 底 面 と の 間 は， 簾 着 剤 で 密 着 し， 空 間 を 生 じな い 0 （接 着 剤 ） フ ラ ンヂ は 其 鋳 製 で ， これ と上 記 各 フ ィ ル ター との 接 着 は ， 契 脚 こ とつ て 重 要 で あ る 0 筆者 ら は 太 材 用 ポ ン ド， セ メ ダ イ ン彪 1， 5 0 0 等 を 用 い ， 魚 圧 を か け な が ら ， 更 に パ ラ フ ィ ン を 塗 布 した 。 8 フ ラ ン ヂ が 鉄 製 又 は ガ ラ ス製 の とき ほ・ 歯 科 用 の セ メ ソ トで も よ い 。 （ 試 料 ） 供 託土 ほ ≠ 5 佃 ・ 高 さ約 ・ 5 O cm（ 1 0 0 cβ）の 鮎 シ リン ダーか ら抜 きだ した 状態 で， 直 療 フィ ル ターに のせ る。 した が つ て汲 水・ 脱水 に よ る試料 容積 の 膨脹・ 収 雛 き る。 今後 は測 餌 敵 翻 綿 わせ るこ とが で る試料 の容 硬 変化 を・ 測 定 で き る方法 が 必要 と考 え る0 砂土 の よ うに 弛 で きな い試料 ほ， 採土 シ リンダーを フ ラ げ （ カップ及 び給水 びん ） 紬 に固定 した ま ま餓 フイ ′ レター ， フ ラ ン ヂ を磨 り鮒 す る。 る下 部 の 受 凱 透 明 硬 質 ビニ ー ル 製 の カ ッ プ と して ， 気 泡 発 見 を 容 易 な ら し め る0 叉 給 水 び ん に は・ − 7 ロ珊 ＝g で 脱 気 し た 水 を 用 い ， 上 靴 石 油 を厚 さ約 1 cm 入れ 空意 の溶 解 を軌 、でお く。 5 ） 脱 ・ 吸 水 量 測 定 の ピュ ー レツ ト 第 1 1 囲頓 した よ うに鰍 ピュー レツ トは垂 直 に した 0 2 5 c 叩 最小 目線 合 は 囲 の よ うに ピュ ー レ ツ トB 孔 喘 紺 を接 鮒 がつ て吸 水孔 と試料 中心 高 さを 同一水 準 欄 βで あ る。 吸水 系の場 る 0 ピ ュ ー レ ツ トは マ リオ ツ ト管 と し て 働 く。 し た 節 し てお桝 ゴ ・ 量 水 ビュ ー レッ ト内 の水 伽 壌 化 し て も， 恒圧 下 に 試験 が行 わ れ る。 脱水 系の場 合 は ス タン ド鴫 ト下部 の零 目盛 まで滞れ 礪 離 つ て試料 を上 部 に胎 し・ ピュ ー レツ トの A 孔 に 接断 て お き，脱水 量 は A 郎党 端 の吼 れ る（ したがつ て， この 雛 る0 ピュ ー レソ よ り滴 下 し管 壁 を 伝わ っ て ピュ ー レツ ト内 ピュ ー レツ トは マ リオ ツ ト管 で ほな い ）0 細孔 発 端 の水 準 硝 土 中心 高 さが 一致 す る よ うに ス タン ドを 固射 れ ば， 配 下蛸 料 験 が 行わ れ る。 ピュ ー レツ トは垂 直 で あ るか ら， 水 平 塾 の 欠 陥 で あ る メ ニ ス カ ス の 不 規 則 は 生 じな い 。 （ 模 作） 脱水 系 に伽 ては 1 ）コ ッ クE ， F ， J を 閉 じ ・ H を舶 分 銅 を 調 節 し（ p F 時 ほ， H を閉 じJ を酎 真 空 ポ ン プに よ る ）所 定 の 圧 を 作 用 させ た 後・ 脱 軸 ッ ク A に 接 涜 させ る0 2 ） D ・ A ， F を 開 き ピ ュ ー レ ツ ト下 郡 を F の 高 さ ま 欄 弛 舶 ビュー レッ トの零 目盛 に水 馳 合 し， A を 閉 じ所定 負圧 を 作舶 を開 い て ピュ ー レツ ト内 欄 水 させ 再び D を閉 じる。 2 ）E を 削 4 ） 測 5 ）c を 開 く と試 料 が 淡 水 を ほ じめ ， 琳 定 試料 の 蜘 で 満 水 させ た 連 結 管 を コ 水 し ， D ， F を 閉 じる。 合 わせ る。 5 ）E ， C を踊 く とA か ら滴 下， 脱水 が は じま る。 吸水 系 に つ いては 1 ）連 結管 を B 鴫 す る0 2 ．0 以 上 の ，陀 せ た後 ， F を 閉 じD ， B ， E 開 いた 鮎 に よ り水 位 を調 節 に つ れ て 吸 気 管 か ら気 泡 が 吸 入 され る 。 法 ほ 脱気水 以 っ て 2 4 時 間行 い， フィル ター上 に直酌 に 石 膏 フ ィ ル タ ー は 透 水 係 数 が 低 い の で， 吸 水 ・ 脱 柑 ターでほ 約 2 時間 で平衡 鴫 以上 で は石 膏 フィル タ施 す る か ら， 測 鮎 せ て軽 く密 着 させ る0 前 述 の よ う お わ る ま で 約 1 0 時 間 を要 す る。 グ ラ ス フ ィ ル を 多 く と る とき は・ p F 2・ 0 以 下 は グ ラ ス フ イ・ル タ ー で ， 用 い る0 実験 の途 中で 試料 を移 動 す る ことは好 れ くな い が ，注 凱 て行 う 場 合 は ， え ら れ る p F 曲 線 か らみ て ほ とん ど支 障 が な い 。 そ の 他測 定上 の一 触 な こ とや ， 測綿 呆 の整 理・ 表 示 方法 な どほ， 文 献 5 ）， 9 ）鞄 参照 され た い。 4・ 就難 測 定 例 行っ た土 壌 ほシ ル ト質 砂士 で， 1 8 ％ の シル ト及 び鮎 を 含む0 この 試枇 液性 限界以 上 の水 分で こね か え し た 状 態 で の 透 水 係数 と ・ 自然 含 水 比 で 突 き 固 め た 透 水 係 数 を 比 べ る と ， 下記 の よ う岬 加低 下 してい る。 透 乾倶 密 度 突き 固 め 1． 55 こね か え し 係 （2 ， 5 口∼ 5 ．2 ロ ） × 1． 5 4 数 1 打 6 〝 即 ち こね か え した 場 合 ， 試 料 の 密 度 は 多 少 減 少 す る に もか か わ ら ず ， 透 水 係 数 は 低 下 す る 0 この 原 因 を明 らか に す る た め ， 上 記 両 状 態 に お け る水 分特 性 曲 線 を 測 定 した 0 第 1 4 囲 が そ の 結 果 で あ る0 え ら れた水 分特性 曲線 の 大部 分 ほ ，上 ￡♂ 記の 改 良 型 吸 引 測 定 装 置 ㌢ こよ つ た ○ 併 試 上 ただ し p 甘 5． 0 ∼4 ． D は超 遠 心 分離 の 軽 度 分 布 曲 線 l 機で ，文 風竜 状態 含 水 比を p F 5・5 g〃 と仮 定 し た 0 ∫ク ∫♂ ／ l l l l l l l l l l l 1 ） こ ね か え し試 料 と突 き 固 め 試料 に つ い て 特 性 曲 線 を 比 較 す る と， 脱水 曲 線 で p F l． 5 ∼ 5． 5 に大 メ〃 ヱク 戊♂♂2 玖♂β∫ ￠ク／ 玖♂2 戊 ク∫ 戌／ 戊∼ 水 比 戊∫ 4β きな 差 異 が み ら れ る。 即 ち 自 然 含 l l l l l l l l l t l l l l l 水比 （ この 試 料 で は 2 4・0 占％ ） で 水 （ 2 ． 7 9 ∼ 5． D O ） × 1 ロ￣B c称／sec 突き 固 め た場 合 は p F l． 7 5 に変 曲 †。 ♂ 点が み ■ ら れ ， こね か え し た場 合 ケ も はぼ p F 5． 0 に 変 曲点 が み ら れ る 。 忘 ） ヽ ヽ − ＼ ヽ− ヽ、 2 ．♂ の試料 で ほ約 1 2 ． 5 ％ の 非 毛管 孔 0 吸 引 法 に よる含 l l め 士 ￣ ＼ ＼ ＼ t l 1 l l ヤ ＼ ＼ l ＼ l l 年 l l l 毎 、 端 」 ll・ ＼ ヽ ＼ l ヽ＼ ネ tA l l t ⊥L ＼ゝ ′♂ Tr llミ 戦 呈 試料 を P F 2 フ5 （ 圃 場 容 水 量 ）ま lを l で乾 燥 させ て も， 上 記 の 非 毛 管 孔 探量 の 関 係 は 安 ら な い 。 叉 こね か 水 比 こあ か え し試 料 身 ＼ ヽ ＼ ヽ は約 5 ％ に 減 少 し て い る。 2 ） 吸 水 過 程 を み る と両 状 態 の 心 法 に よ る含 水 比 、、も ＼ ＼ 隙が 存 在 す るが ， こね か え し土 で 乾 状 絶 食 遠 下 l ￠〉 t l l l 、 l ち 相当 す る。 p F O ∼ 1． 7 5 で ，前者 凧 一一 −−− ＼ ・ も p F l．7 5 は 大 略 − d OC仇の負圧に 日 △ β ／ ♂ 2♂ ゴ 〃 卯 ∫♂ ・ 一− 一 一− −＋・含 水 量（容棚 方） ざ 〃 7 ♂ え し土 を 風 黄 粉 態 ま で 乾 燥 させ ， 第1 4 囲 再び 飽 和 させ る と， 約 1 5 ％ の 収 供 武士 の水 分 特性 曲線 縮率 が 残 り， 前 記 の 非 毛 管 孔 隙 量 は ほ とん ど 0 ％ に な る0 5 ） 非 毛 管 孔 隙 量 と透 水 係 数 の 関 係 に つ い て ， N e l s 口n ，B a v p r らは p F ・叫 l −4 0Cm ）が 非 毛 管 孔 隙の 指 漂 だ と主 張 し， B e n d l X 叫 S l a 七e r らは 一 占O C？ 花ま で の 非 毛 管 孔 検 量 を 重 視 し て い る0 本 実 験で ほ p F l． 7 5（ 大 略 一占Oc珊） ま で の 非 毛 管 孔 隙 が ， 透 水 係 数 に 重 要 な 影 響 を 与 え る こ とを 確 認 し た q む す び 以 上 ． 本 報 告 で は 北 岸 ・ 沖 田 民 ら に よ る 装 置 に つ い て ， い くつ か の 欠 陥 を 指 摘 し た 0 しか し 筆 者 らの 改良 装置 は ， 同 氏 ら の 装 置 か ら 出発 した もの で あ り ， 多 くの 点 に お い て学 ぶ こ とが も つ た こ とを 附 託 し てむ す び とす る。 1 口 文 1） H a a n l n d e s ，Ⅵ㌧ B 七b e ・ ： 皿 O d e で b e （〕 f 献 b y s 七 e r e s I s 皿 n l s 七u r e e f f e c 七 1 n c a ． p 土 1 1 ∂ ． r y d i s 七 r i b l ユ セ 1 0 n p r O p e r 七 i ・ e S a S S O C l a 七 e d ． 七 b e r e w l 七 b J ・ A g r ．S c 土・ ， 2 口， 9 7 ∼ 1 1 d （ 1 9 5 0 ） 2） S c b o f i e C O n g ・ 5） B r a R ． ： p で b e S c l ．， 2 ， 土 e l d ・， R ・a n d J p F o f 七 b e ￣ 町 a 七 e r l n p p 5 7 ∼4 8 a m l s s o 土 1 ． T r ∂ n S ． 5 r d I n 七 （ 1 9 5 5 ） o n ， Ⅴ ・E ．： S 0 1 1 s 七 r u c 七 u r e −a 上土 e 皿 p 七 s a 七 c b a r ∂ C 七 e r l 乙 a 七 土 o n ． S 0 1 1 S c 土 ． A 皿 e r ． P r 口 C ， 5 ， 7 0 （ 1 9 5 8 ） I c b a C a ．K q u a n 七 1 七 a 七 j v e ′ ∼7 占 4 ） S o 土1 d・ f 土 七 S l d ， R r d s ， S ユ 1 1 a r y ，J ． ： 七 e n s l S o l o n l ∬ 王O j ．s 七 u r e c 〔 − n 七 e n 七 C a l c u l a 七 土 o n s f r o 皿 r e c ⊂ ） r 且 S ・ S 0 1 1 S c 土 ・ A 皿 e r ． P r c C ． ， 5 ． 5 7∼ d 4 （ 1 9 5 8 ） 5 ） R S d ） u s S e l l，M 七 r u B n e n a g 七o 7 ） C c 七 u d e 工、2 ．B ， 土 Ⅹ e n ， T o n 七 b e ∴ P o r e −S 〕z e S c 、土 1 ．W ． a S n c d 土 ，A m e r a l s 七 T i b l ⊥ 七 i o n ．P r o c り 占， 1 a s 0 8 ∼ 1 a m ea Su re 0 f 1 2 S l a 七 e r ， C ． S ． ： E f f e c 七 O f m e a s u r e 皿 e n 七 o f s o 土 1 p o r e S 0 1 1 d r a l （ 1 9 4 2 ） 七b e s p a ． c e a n 七 j． 皿 e d ． 土 七 S 0f r e l a 七 i o n p e r m 土 a b l l j ・ 七 Ⅴ ・ S o i l S c i ． A 皿 e r ． P r o c ‥ 1 1 ， 5 5 ′ 叫 2 （ 1 9 4 占 ） r C りユe y ， D ． ： でh e G e o 七 e c b n l q u e ，Ⅴ 0 1 皿 ○V e m e Iつ七 5 ， N n ．1 a I〕d d i s 七 r l b u 七 1 0 n O f w a 七 e r l I ］ S O i ． 1 ． p p l∼ 1 占 （ 1 9 5 2 ） 8 ） 内 山鯵 男， 西壕 良一 ： R u・S S e l l の低 吸圧 空 隙量 測定 装置 の改 良に つ いて。 土 肥 誌 ， 2 4 ， 5 1 8 ∼5 2 4 （ 1 9 5 4 ） 9 ） 北 岸 確 三 ， 沖 田 正 ：土 壌 構 造 に 関 す る 研 究（ 第 1 報 ）。 東 北 鼻 試 研 究 報 告 N ロ ．8 ，p p 5 5∼ 占1 （ 19 5 d ） 1 0 ） 真下 育久 ：森 林土 壊 の水 湿 状態（ p 印 面 ）。 林 野土 襲 調 査報告 N o ．8，p p 4 5 ∼ d 4 （ 1 9 5 7 ） −
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