透水係数:どれだけの測定回数が必要か
研究者たちは、測定基準の高さを維持しながら、浸透量の取得方法そのものを変えつつあります。
SATUROとダブルリング浸透計はどちらも、表層から土壌へ水を浸透させるリング浸透計です。全体的に、多くの土壌タイプにおいて測定精度は同等ですが、SATUROは大きなマクロポア構造を持つ土壌において優れた性能を発揮します。2つの方法の主な違いは、現場での飽和透水係数(Kfs)算出において、3次元流れをどのように扱うかにあります。
SATUROは、土壌が水を横方向に引き寄せる力を測定する際に用いられるアルファ値を、複数の池を用いた水頭解析手法を用いてより直接的に推定します。この手法では水の使用量が少なく、研究者は重い貯水容器を現場に持ち込むことなく研究を完了できます。一方、二重リング型浸透計は、三次元的な流れに対する緩衝材として、より大きな外輪を使用します。このため、より多くの水が必要となり、文献によると性能が低いことが示唆されています。二重リング型浸透計を使用する場合でも、研究者は式の中でアルファ値を推定する必要があり、これは通常、土壌の種類に基づいた参照テーブルから行われますが、多くの場合、誤差が生じます。
内輪径が6インチ(15.24 cm)のSATUROと、内輪径が6インチ(15.24 cm)で外輪径が12インチ(30.48 cm)の二重リング浸透計を比較しました。テストはMETERサッカー場の7か所で実施しました。SATUROと二重リングの測定は、同じ1平方メートルの領域内で同時に実施しました。SATUROと二重リング浸透計の測定値は、流れが主に大きなマクロポアによって支配されている場合を除いて、よく一致しました(図1)。SF3とSF4の位置での測定値は、主に大きなマクロポアによって支配されていました。この動作は、フィールドの南端全体での多くの測定で一貫していました。
ダブルリング浸透計の設置時に、設置に必要な力によって土壌構造が乱されていることが明らかでした。この乱れにより、ダブルリング浸透計による現場飽和透水係数(Kfs)は、SATUROの測定値よりも1~2桁低くなりました(表1)。
全体的に、2 つの方法による測定値は、二重リング浸透計を設置するために必要な力を受けたときに破壊される可能性のある大きな構造マクロポアがある場合を除き、よく似ています。
| 所在地 | ダブルリングKfs | SATURO Kfs | ∆Kfs |
|---|---|---|---|
| SF 1 | 毎時21.27cm | 毎時18.1cm | -毎時3.19cm |
| SF 2 | 毎時20.43cm | 毎時11.4cm | -毎時9.05cm |
| SF 3 | 毎時1.23cm | 毎時62.6cm | 毎時61.41cm |
| SF 4 | 毎時1.49cm | 44.3 cm/時 | 毎時42.79cm |
| SF 5 | 毎時6.07cm | 毎時7.6cm | 毎時1.48cm |
| SF 6 | 毎時2.82cm | 毎時1.3cm | 毎時-1.50cm |
| SF 7 | 毎時1.69cm | 毎時3.4cm | 1.67cm/時 |
表1.二重リング式浸透流計による圃場飽和透水係数とSATURO

図1. Kの1:1プロットfs ダブルリング・インフィルトロメーターとSATURO デュアルヘッド・インフィルトロメーターによる測定値
このウェビナーでは、ゲイロン・S・キャンベル博士が透水係数の基礎と、SATURO 自動デュアルヘッド浸透流計の背後にある科学について説明します。
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