HYPROP
土壌水分放出曲線
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概要／特長
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水分放出曲線の問題点
土壌水分放出曲線の作成は常に厄介なものでした。従来の方法では膨大な労力が必要であり、データポイントの不足によって制限され、部分的な曲線を完成させるだけで数ヶ月かかることもありました。また、曲線全体の土壌水分ポテンシャルの範囲を測定する簡単な方法はありませんでした。HYPROP登場するまでは。
単純に正確。単に速い。単純に自動化されている。
何百もの土壌水分放出曲線を作成してきた土壌科学者として、私たちはより精度の高い装置を求めていました。そして、自動化された装置を求めました。HYPROP 、湿潤域の土壌水分特性曲線を作成するのに数ヶ月から数日しかかからず、しかもこれを自動的に行います。
HYPROP WP4C （乾燥域を測定）と一緒に使えば、土壌水分の全範囲にわたって完全で高解像度の水分放出曲線を作成することができます。このようなことができるのは他にはありません。
サンプリングリングの柔軟性
その上、HYPROP 、標準的な250 mLまたは100 mL、直径2インチのサンプリングリングの中に入れられた妨害されていない土壌サンプルの不飽和透水係数を自動的に測定するように設計されています。KSAT使用することで、あらゆる土質の透水係数曲線を作成することができます。その結果、時間、手間、心配が省けます。
圧倒的な精度
土壌の水分ポテンシャルに関しては、これ以上正確で精密な測定はありません。それは、HYPROP より多くのデータポイント（0～-100kPaの範囲で100以上のデータポイント）、より高解像度のデータ、より詳細な情報、そして水分放出曲線のより良い情報を生成するからです。
HYPROP 、2つの高精度ミニテンシオメーターを使用し、試料を実験室の天秤の上に置いた状態で、飽和土壌試料内の異なるレベルの水ポテンシャルを測定します。時間の経過とともに試料は乾燥し、装置は変化する水ポテンシャルと変化する試料重量を同時に測定します。重量測定値から含水率を計算し、含水率の変化に相関する水ポテンシャルの変化をプロットします。
速ければ速いほどいい
セットアップ後、HYPROP 土壌水分特性曲線を作成し、土壌サンプルの不飽和透水係数をわずか数日対数ヶ月で決定することができます。さらに時間を節約するために、HYPROPは無人の状態で操作することができます。
すべてを自動化
HYPROP 複雑な装置ですが、土壌水分放出曲線をより簡単にします。他の方法では面倒な乾燥と計量を何週間も行う必要がありますが、HYPROP 自動的に実行するように設定することができます。そのソフトウェアは、選択したモデルに従って乾燥範囲と飽和度の値を計算し、WP4C ような他の水分ポテンシャル測定器からデータを入力して土壌水分放出曲線を自動的に適合させることもできます。
土壌水分放出曲線の専門家（だからあなたはその必要はない）
HYPROP 、土壌水分特性曲線の湿潤側で最高のデータを生成します。さらに、HYPROP LABROS どの装置と組み合わせても、完全な土壌分析（土壌粒度分析のPARIO 、完全な水分放出曲線のWP4C 、または透水係数曲線のKSAT ）を行うことができます。その結果データを理解し、長期にわたる土壌の挙動を予測するための強力なツールです。
圧倒的な精度。自動化。はるかに速いスピード。HYPROP 最高水準のラボラトリー機器であり、信頼できる結果を、より少ない労力と手間で提供します。
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特徴
- より正確で堅牢
- 時間、コスト、労力が少ない
- 扱いやすく、柔軟性がある
- 保水機能と透水係数の同時測定
- 特に飽和に近い領域での保水機能の高い妥当性
- 油圧機能は多くの測定値によって一貫して検証されている。
- モデルの仮定に依存しない中水ポテンシャル領域における不飽和導電率の確実な決定
- テンシオメーターは、一般的なキャビテーションポイントを超えて-400kPaまで測定します。
- テンシオメーターは土壌サンプルの中で逆さまに設置（蒸発を妨げず、テンシオメーターのシャフトに影響を与えない）。
- キャビテーションフェーズに到達した後のテンシオメーター水分損失が減少した。
- HYPROP/VARIOS コネクターを使用して、土壌水分放出曲線と熱乾燥曲線を同時に計算します。
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仕様
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技術仕様
測定仕様
測定範囲圧力変換器+0.3 kPa～-100 kPa (-400 kPa、沸騰遅延あり)
温度センサー-20～60 °C精度圧力測定0.1kPa（+0.3kPa～-100kPa、オートゼロ校正使用時）温度測定0.2 K (-10～30 °C)分解能圧力変換器：0.001 kPa
温度0.01 °C土壌量250cm3/ 100cm3測定間隔（デフォルト）10分
センサーユニット数マルチバランスモード：最大最大20台の天びんおよびセンサーユニット10台/USBハブ
シングルバランスモード：最大HYPROP USBアダプターあたり最大20個通信仕様
電源要件電圧：6～18 V DC
電流：公称15mA、最大200mAコンピュータの互換性Microsoft Windows 10またはそれ以降
物理的仕様
センサーユニット材質POM
寸法高さ63 mm、幅95 x 95 mmテンシオメーターシャフトセラミックAI203焼結体 Ø 5 mm
シャフト材質アクリルガラス Ø 5 mm
全長ショートシャフト: 24 mm; ロングシャフト: 49 mm49 mmポリウレタン・チューブ外径:6 mm
内径:4 mm
長さ:0.3 m保護カバー付きプラグ付きハウジング：IP 65防滴構造
耐薬品性pH範囲：pH 3～pH 10
動作温度範囲10-30 °C
必要な外部測定乾燥土壌重量
テンシオメーターシャフトのエアエントリーバルブLABROS バランスコンピュータとの接続USB
計量範囲2200 g
読み出し0.01 g
再現性0.01 g
直線性0.01 g
調整社内
その他
GSA
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サポート / FAQ
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HYPROP 2 よくある質問
- 完全な土壌水分放出曲線を作成するにはどうすればよいですか？
- この記事を参照。
- HYPROP 。
- HYPROP ハウツービデオをご覧ください。
- 測定中にデータの記録が停止した場合、何を確認すればよいですか？
- USBポートへのケーブル接続を確認してください。コンピュータのエネルギー管理を「連続動作」（ノートパソコン使用時の標準）に変更する。USBハブを使用している場合は、正しく電源が供給されているか確認してください。
- このような圧力曲線の挙動を説明できるものは何でしょうか？
- テンシオメーターのシャフトが十分にきつくねじ込まれていないのかもしれない。
- 膨張性土壌は、HYPROP の測定プロセスにどのような影響を与えるのか？
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膨張性土壌では、含水量と水ポテンシャルの関係は、土壌の質量あたりの水の量として解釈しなければならない。これを体積保持曲線に変換するには、体積が一定であるという仮定に基づいて行動するか（この場合、HYPROP 統合評価中に起こることであり、間違いである）、収縮特性を知ることによって体積含水率に変換することができる。この変換には3つの側面がある：
収縮による隙間の形成が大きい場合、保持曲線は体積含水率ではなく重量含水率に関連して解釈されるべきである。 2つ目の側面は、テンシオメーターセラミックの位置に関するものである。これも誤差の原因となり、特に導電率の値を計算する際に問題となる。保持データの計算による誤差はそれほど深刻ではない。 第3の側面は、隙間から横方向に逃げる水蒸気の問題である。これは、試料の下半分からの全水分損失が垂直方向にのみ起こるという仮定に基づいているため、これも誤差の原因となる（特に導電率を計算する場合）。
- リフィルユニットを使って、2台のHYPROPを同時に脱気できますか？
- はい、複数のHYPROP 同時に脱気することができます。1台の真空ポンプと1台の真空架台、1台のビーカー架台を1台のHYPROP 4本のテンシオメーターシャフトに使用するように設計されていますが、システムがタイトである限り、別のチューブとビーカー架台を使用してより多くの装置を接続することに問題はありません。マノメーターで確認できます。
- 体重計の電源は入っており、ソフトウェアにも接続されていますが、灰色で "使用できません "と表示されています。何が問題なのでしょうか？
- はかりがサポートされていない単位で測定している可能性があります。HYPROP の天びんでは、グラム単位でのみ測定できます。他の単位での測定はHYPROP-VIEW ソフトウェアではサポートされていないためです。機能」ボタンを押すことで、この問題を解決できます。特に最後の設定（7番）が正しく設定されていることを確認してください。特に最後の設定(7番)が正しいことを確認してください。
- シングルバランスモードを使用すると、HYPROP が接続されているにもかかわらず、計量画面がポップアップし続けます。なぜですか？
- ソフトウェアがHYPROP が接続されていないと思い込んでいる可能性があります。HYPROP と tensioLINK アダプターの接続が緩んでいないか、故障していないか確認してください。
- なぜ体重計は測定中の体重を記録しないのですか？
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この問題には3つの可能性がある：
- スケールの電源が入っていません。このため、体重計はソフトウェアによって検出されますが、データを記録することはできません。体重計のディスプレイに重量が表示されると、体重計の電源が入っていることがわかります。
- 体重計が間違ったモードで使用されているため、体重を記録できません。
- 1つの天秤で多くのHYPROPに対応：重量の自動測定はできません。重量の変更は手動で行う必要があります（マニュアルを参照）。
- HYPROP ：重量変化は自動的に記録されます。手動で重量を測定することはできません。
- スケールのデフォルト設定が変更されています。スケールの設定が、ユーザーマニュアルに示されている定義された設定と一致していることを確認してください（「デフォルト設定」のセクション「測定の準備」を参照）。
- 純粋な細砂と中砂（Ss）の典型的なHYPROP 測定曲線はどのように表現できるのか？
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次の測定曲線は、粒度分布が狭く、微粉を含まない砂の典型的なものです：
- 張力は、測定開始直後から自発的に上昇し、空気侵入口に相当するレベルに達する。
- テンシオメーター・シャフトは長い間完全に平行に走行し、2.5hPaの静水圧差付近でしか差がない。
- 本孔部分の排水後、上部テンシオシャフトのテンシオシャフト値は極めて急峻に上昇する。テンシオシャフトの脱落が非常に早くなった。
- 測定終了時、下部テンシオメーター・シャフトはまだ極端な脱水前線の影響をまったく受けておらず、水の張力の差は非常に大きい。
- 透水係数は短期間しか計算できない。
- 約35％の減水後、上部テンシオメーターシャフトの脱落により測定は終了。
- ややローム質の砂（Sl2）の典型的なHYPROP 測定曲線はどのように表現できるか？
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S12の測定曲線は、以下のパラメータで記述できる：
- 測定開始直後から、エアエントリー・ポイントのレベルに達するまでテンションは上昇する。
- 測定開始時のソフトなジャーキングは、空気が均一にではなく、散発的にシステムに入ることを示すことがある。これは保持曲線の評価に反映される。テンシオメーターは、2.5hPaの静水圧差しかない状態で、長い間完全に平行に動作する。
- 上部テンシオメーターが最初に指数関数的に上昇するのは、主要気孔部分の排水後です。テンシオメーターの脱落は非常に速く、その直後にセラミックカップの空気進入ポイントに達する。下部のテンシオメーターはまだ通常の測定領域にある。
- 張力の差は、指数関数的な上昇に到達してから透水係数を計算するのに十分な大きさである。
- 測定は、上部のテンシオメーターから30％近く水を抜いて終了する。
- 粘土質シルト(Ut3)の典型的なHYPROP 測定曲線はどのように表現できますか？
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以下の測定曲線は、非常に細かい粒度の基材に対する典型的なものである：
- 張力は、測定開始後、即座に、自発的に、急峻かつ連続的に上昇する。pF2.0に達するのは数時間後である（ファンによる蒸発条件下）。pF 2.0に達するまでの水分損失は約4%である。測定開始時に発生するジャーキングは、土壌中に空気が不連続に入り込んでいることを示している。
- 約100hPa（pF2.0）に達した後、（この時点まで平行であった）テンシオメーター間の差は、透水係数を決定するのに十分な大きさになる。
- どちらのテンシオメーターも、時間が経つにつれて上昇し、すぐに下降する。粘土質のシルトには大きな中孔がいくつかあるだけだ。テンシオメーターが脱落した時点では、より細かい中間の孔はまだ水で満たされており、含水率はそれなりに高い。
- テンシオメーターの値のばらつきは、測定プロセス全体にわたって中程度であり、これは比較的高い不飽和導電率を示している。
- 測定は、1日以内に上部テンシオメーターが脱落した時点で終了する。この時点でサンプルの水分損失は約20％である。
- 砂質粘土（Ls3）の典型的なHYPROP 測定曲線はどのように記述できるか？
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以下の測定曲線は、孔径分布の広い粘土の典型的なものである：
- 張力は2日間ほど緩やかに上昇し続けた。これは約10％の粗い孔の部分を反映している。
- 50hPa（pF1.7）くらいまでは、両方のテンシオメーターの値が平行に進む。この時点から、テンシオメーターの値は透水係数を決定できるほど離れている。
- 約2日後、テンシオメーターの値はより大きく上昇するが、まだ曲げは弱い。測定限界に達するのは、わずか1日後である。これは、中間孔部分が限定され、同時に多様化していることを示している。
- テンシオメーターの値のばらつきは中程度で、この地域の透水係数が比較的高いことを示している。この場合、測定は上部のテンシオメーターが脱落した時点で終了する（約3日後）。この時点で、サンプルの水分損失は約17％である。
- HYPROP 、4000hPa（400kPa）の一定値を示した場合は？
- HYPROP に 4000 hPa (400 kPa) の一定値が表示される場合は、圧力センサーが損傷しています。METER Group サポートまたは最寄りの販売店までご連絡の上、点検・修理にお出しください。迅速かつコスト効率よく修理いたします。
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リソース / 出版物・発表論文
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教育リンク
- 研究者のための水ポテンシャル完全ガイド
- ネイチャー・ジオサイエンスの査読付き論文水ポテンシャルの情報格差に立ち向かう
- ラボ用とフィールド用：両方を使うべき理由
- 土壌水分放出曲線：なぜ必要なのか？どのように使うか。
- 土壌水分放出曲線の精度が低い5つの理由
- ウェビナー水ポテンシャル101
- ウェビナー土壌水分302：透水係数-どの測定器が適切か？
- 土壌水分マスタークラス
- ウェビナー土壌水分：水分量だけではわからない理由
サポートリンク
- HYPROP ハウツービデオ
- マニュアルとソフトウェア
- HYPROP 、完全な水分放出曲線を作成する方法。WP4C
- HYPROP アプリメモ：エアエントリー・ポイントの決め方
- App note:LABROS SOILVIEW ソフトウェアを使用したWP4C 測定
- HYPROP/VARIOS Connector app note: 1つの土壌サンプルで土壌の水分張力、含水率、熱伝導率を測定する方法
ケーススタディ
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主な出版物
以下は、HYPROP 2 に関する引用文献の例である。
2020
- Domínguez-Niño, Jesús María, Gerard Arbat, Iael Raij-Hoffman, Isaya Kisekka, Joan Girona, and Jaume Casadesús."点滴灌漑果樹園における土壌水ダイナミクスのHYDRUS-3Dシミュレーションのための土壌水理パラメータのパラメータ化".Water 12, no. 7 (2020): 1858.(記事リンク）。
- Fields, Jeb S., James S. Owen Jr, Ryan D. Stewart, Josh L. Heitman, and Jean Caron."Modeling water fluxes through containerized soilless substrates using HYDRUS".Vadose Zone Journal 19, no. 1 (2020): e20031.(記事リンク）。
- Fontanet, Mireia, Elia Scudiero, Todd H. Skaggs, Daniel Fernàndez-Garcia, Francesc Ferrer, Gema Rodrigo, and Joaquim Bellvert."Dynamic Management Zones for Irrigation Scheduling".Agricultural Water Management 238 (2020): 106207.(記事リンク）。
- Jackisch, Conrad, Kai Germer, Thomas Graeff, Ines Andrä, Katrin Schulz, Marcus Schiedung, Jaqueline Haller-Jans et al. "Soil moisture and matric potential-an open field comparison of sensor systems.".Earth System Science Data 12, no.(記事リンク）。
- Shokrana, Md Sami Bin, and Ehsan Ghane."Measurement of soil water characteristic curve using HYPROP2.".MethodsX (2020): 100840.(記事リンク）。
2019
- Fidantemiz, Yavuz F., Xinhua Jia, Aaron LM Daigh, Harlene Hatterman-Valenti, Dean D. Steele, Ali R. Niaghi, and Halis Simsek."ダイズの水利用、生育、収量パラメータに対する水位深度の影響".ウォーター 11, no.5 (2019): 931.(記事リンク）。
- Händel, Falk, Thomas Fichtner, and Peter-Wolfgang Graeber."Numerical and Laboratory Investigations of Closely-Spaced and Joint Infiltration of Precipitation and Treated Waste Water".Water 11, no. 11 (2019): 2262.(記事リンク）。
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アクセサリー
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