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KSAT よくあるご質問

多孔質プレートが土粒子で汚染されると、導電率が変化する。これを修正するにはどうすればよいですか？
通常、透明な水で下側から流すと、土の粒子を取り除くことができる。多孔質プレートが汚れている場合は、水中でブラシを使って洗浄するか、デシケーター内で真空状態にしてみてください。それでも改善されない場合は、不要な導電率変化をなくすためにプレートを交換することをお勧めします。
土壌の間隙系全体をカバーするため、現場で飽和導電率を測定するのが最善か？少量のサンプルでどのように現場の状況を表すことができますか？
現場データが常に優れていることは事実であるが、多くの研究者は、実験室でコア試料を使用して飽和水理 伝導率（Ks）を測定している。 少量の試料を用いた測定が現場の状況を代表していることを確実にするためには、オープンパスを排除するためにより多くの複製が必要である。結果を比較するために、5つの複製を使用することを推奨する。もし、1つまたは2つのKsの結果が他のサンプルよりはるかに高い場合は、これらのサンプルを最終的な平均値から除外する。代わりに、より低いレベルの測定値の平均を取る。高い導電率データは、オープンパス（孔）に起因する可能性がある。オープンパスはコア試料を切断した結果であるが、現場では多かれ少なかれ受動的である。
フィットした落差曲線が私のデータと一致しないのはなぜですか？
これにはさまざまな理由が考えられる：

1.サンプルの取り付けが適切でない場合、ベースがしっかりと密閉されていない可能性があります。このような場合、水圧は最後にゼロhPaの値に近づかず、マイナスの値になりがちです。この問題を解決するには、サンプルが適切にマウントし直されていることを確認してください。注：KSAT の初期リリースでは、底板が使用されていましたが、特にスチール製シリンダーが傷ついたり汚れたりすると、サンプルとの密閉接続に失敗することがありました。このプレートは2015年夏に、柔らかいゴム製のシーリングが施された新しいプレートに交換されました。試料とドームを確実に密着させるためには、この新しいものだけを使用すべきである。

2. In some soils, particularly soils with a loamy texture, almost all water passes through a very small part of the soil sample (for instance, through macropores). Water flow in these macropores becomes turbulent if the pressure gradient becomes too large. In that case, the water flow is no longer proportional to the pressure gradient, and consequently the change of the hydraulic head with time is not exponential, invalidating Darcy’s law. KSAT is a precision measurement device which shows you this by a misfit of the exponential function: the fitted function will be less curved than the data. Also, you will notice in such a case that the calculated conductivity becomes larger as the size of the pressure head decreases. Under very small gradients, flow might still be laminar. To remedy this, repeat your measurement with a small gradient (for instance, an initial pressure head < 5 cm).

3.土壌はもろく、多孔質なシステムであり、その透水性は測定プロセス中に変化する可能性がある。これにはさまざまな方向性と理由がある：
  • 流れが主にマクロ孔を通って起こる場合、測定プロセス中にマクロ孔が浸食され、導電率が増加する可能性がある。この場合、前のケースと似た結果になるが、効果（導電率の増加）が持続するという違いがある。
  • マクロ孔を通る優先的な流れのために、これらの孔が土砂粒子によって塞がれることがある。この場合、導電率は測定プロセス中に低下する。これは、指数関数の見かけのミスフィットによって再びわかりますが、この場合、フィットされた指数曲線はデータよりも湾曲しています。
4.圧力トランスデューサーのオフセットがゼロに等しくない可能性がある。その理由としては、温度ドリフトが考えられます（測定のすべての構成要素、すなわちKSAT 、使用液体、土壌サンプルが同じ温度で平衡化されていない場合）。この問題を解決するには、すべての構成要素を同じ温度に平衡化し、測定の前にオフセットの再較正を実行します。
なぜビュレットの水位はゼロにならず、プラスの値のままなのですか？
ビュレットとチューブの接続部分に空気が入っている可能性があります。これを取り除くには、ビュレットを20cmの高さまで水で満たし、バルブを素早く開いてドームを開きます。水はパイプを通り抜け、既存の空気を引きずり込みます。
測定開始の自動検出が機能しません。理由は何ですか？
KSAT は、信号の正圧ジャンプによって測定の開始を自動的に検出します。自動検出が機能しない理由には、いくつかの可能性と解決策があります：

1.バルブの開放が遅すぎる。この場合、圧力の上昇が緩やかすぎるため、上昇を認識することができません。この問題を解決するには、レバーを素早く回してバルブを開きます。
2.圧力トランスデューサーが、レイヤリングや沈殿により瞬時に反応しない可能性があります。この場合、KSAT を清掃してください。
3.圧力変換器が故障している。この場合、KSAT を METER に送ってください。

*どのような場合でも："Restart manually"（手動で再スタート）ボタンを押すことで、いつでも手動で測定を開始することができます。この解決策は、KSAT 測定を「実行中」に開始したい場合にも適切です。例えば、測定を開始したいときにビュレットへのバルブ接続がすでに開いている場合 (故意または偶然)。
実験にはどの液体を使えばいいのですか？
蒸留水は使用しないでください！ 砂質土壌では、水のイオン組成は大きな意味を持ちませんが、きめの細かい土壌では、電気二重層の幅は水のイオン強度とイオン組成に大きく影響されます。さらに、蒸留水の1価の陰イオンを含む水を使用すると、試料が分散し、飽和導電率が低下する可能性がある。一般に、調査対象の土壌と同じようなイオン組成の水を使用することが推奨されるが、水のイオン組成を知ることは必ずしも容易ではない。実際には、ほとんどの場合、標準的な水道水が使用され、イオン強度が特定できればよい。調査によっては、特に分散を起こしやすい土壌の場合、2価の陽イオンを含む電解質溶液を使用することが推奨される（例えば、陽イオンとしてカルシウムを含む0.01モル溶液）。必ず、測定を行うラボの環境と同じ温度の水を使用してください。
排気管から出る水が透明でない。これは問題ですか？
圧力ヘッドが高すぎるため、試料が侵食され、破壊されます。装置の圧力トランスデューサーは、最小限の圧力ヘッドで動作するのに十分な精度を備えています。圧力ヘッドが2～5cmになるように調整してください。さらに、通常、小さな圧力ヘッドで最良の結果が得られます。
接続バルブを開けても何も起こりません。サンプルは不透過性ですか？
KSAT は極めて小さな浸透率も記録することができます。サンプリング・レートに「Auto」を選択した場合、データ・ポイントは最小圧力ヘッド差が記録された場合のみ表示されます（デフォルトは0.1cm）。より多くのポイントを表示するには、次のようにします：

1.最小圧力ヘッド差を小さくする（0.01 cmまで）。

2.自動モードではなく、一定の時間間隔を選択する。

3.初期圧力ヘッドを大きくします。測定中に試料が侵食されたり破壊されたりするリスクを最小限に抑えるため、圧力ヘッドの差を約5 cm以下に設定して測定を開始することを常にお勧めします。ただし、試料が明らかに安定している場合は、20cmまで増やしてもかまいません。

4.導電率が低すぎて、初期圧力ヘッド差20 cmの測定でさえ極端に遅く見える場合は、測定にビュレット拡張モードを使用して、測定を再び50倍に加速します。これを行うには、ビュレットをパイプの上端まで完全に満たし、定揚程パイプを上にします。KSAT は、幅の広いビュレットの代わりに細いパイプから水が供給されていることを自動的に検出し、適切な導電率値を計算します。
定められた測定時間に達するまで待つ必要がありますか？
以下のパラメータが満たされている場合、定義された測定時間に達する前に測定を停止することができます：

  1. フィッティング曲線が測定値にフィットする
  2. r²が十分に高い（1に近い）
  3. 十分な測定値が既に得られている（10回以上）
  4. Ks値は一定である
自動測定が始まる前にすべての水がサンプルを通過してしまうので、導電率を測定することはできない。
KSAT 、測定可能な導電率範囲の上限は約5000cm/dである。この場合、初期水位がサンプルを通過する時間は約5秒で、KSAT のデータ収集の時間分解能に近い。この測定問題を解決するには、「測定再開」ボタンを使用して、バルブを開けた直後に手動でデータ記録を開始することができます。これにより、最初のデータの記録を若干早めることができます。
フィットした落下点の曲線が私のKSAT のデータと一致しないのはなぜですか？
これにはさまざまな理由が考えられる：

1.試料の取り付けが適切でない場合、底部がしっかりと密閉されていない可能性があります。このような場合、水圧は最後にゼロhPaの値に近づかず、マイナスの値になる傾向があります。
  • 解決策サンプルを適切に再マウントする。
  • 注：KSAT 初期のリリースでは、底板が使用されていたが、特にスチールシリンダーに傷や汚れがある場合、サンプルとの密閉接続ができないことがあった。このプレートは2015年夏に、柔らかいゴム製のシールを備えた新しいプレートに交換されました。サンプルとドームを確実に密着させるためには、この新しいプレートのみを使用する必要があります。
2.土壌によっては、特にローム質の土壌では、ほとんどすべての水が土壌サンプルのごく一部を通過する（すなわち、マクロ孔を通過する）。圧力勾配が大きくなりすぎると、マクロポア内の水の流れは乱流になる。この場合、水の流れは圧力勾配に比例しなくなる。その結果、水頭の時間変化は指数関数的ではなくなり、ダルシーの法則は成り立たなくなる。このような場合、指数関数はデータに適合しません：適合した関数は実験結果よりも曲線が小さくなります。また、このような場合、圧力水頭が小さいほど、計算上の導電率が大きくなることがわかります。
  • Solution: Under very small gradients, flow still might be laminar. So, repeat the measurement with a small gradient (i.e., an initial pressure head < 5 cm).
3.土壌はもろい多孔質系であり、その透水係数は測定中に変化する可能性がある。これにはさまざまな理由がある：
  • a.流れが主にマクロ孔を通って起こる場合、測定プロセス中にマクロ孔が侵食される可能性がある（すなわち、導電率が増加する）。これは#2と同様の結果をもたらすが、効果（導電率の増加）は持続する。
  • b.優先流のため、マクロ孔が土砂粒子によって塞がれることがある。この場合、導電率は測定プロセス中に低下する。これは、指数関数の見かけのミスフィットによって示されるが、この場合、フィットされた指数曲線はデータよりも湾曲する。
4.圧力トランスデューサーのオフセットがゼロでない可能性があります。測定のすべての構成要素（すなわち、KSAT 、使用液体、および土壌サンプル）が同じ温度で平衡化されていない場合、温度ドリフトが発生する可能性があります。
  •  解決方法すべてのコンポーネントを同じ温度に平衡化し、測定前にオフセットの再校正を行う。
飽和透水係数は、土壌の間隙系全体をカバーしているため、現場で測定するのが最善である。土壌コアだけでKs（Kt）を測定する方法は？
多くの研究機関では、現在でもサンプルを用いてKs（Kf）を測定しているが、現場データの方が常に優れてい る。 土壌コアを使用する場合は、オープンパスが結果を偽っ ていないことを確認するために、5つの複製が必要である。結果を比較する。1つまたは2つのKsの結果が非常に高い場合は、それらを平均化せず、低い値を持つ読み取り値のみを平均化する。高い導電率のデータは、土壌コアの上部と下部で切断され たオープンパス（孔）が原因である可能性がある。
KSAT 、指定された基準温度での飽和導電率を得るための温度補正はどのように計算するのですか？
KSAT は、水の粘度の温度依存性を利用して、測定値（測定された操作温度）から基準導電率（指定された基準温度）を再計算します。詳細は、KSAT 操作マニュアルの11ページに記載されています（KSAT ソフトウェアのヘルプメニューからPDFで入手可能）。
飽和状態とは、土壌の孔がすべて水で満たされているという意味ですか？
いや！しかし、現場でもそうではない。
自動測定が始まる前にすべての水がサンプルを通過してしまうので、導電率を測定することはできない。
KSAT 、測定可能な導電率範囲の上限は約10000cm/dである。この場合、初期水位がサンプルを通過する時間は約5秒で、KSAT のデータ収集の時間分解能に近い。 測定再開ボタンを使って、バルブを開けた直後に手動でデータ記録を開始してみるとよいでしょう。こうすることで、最初のデータポイントの記録をわずかに早めることができ、測定上限をわずかに押し上げるのに役立ちます。
測定はいつ終了しますか？
最小全圧水頭（パラメータ H_end_abs）または最小相対圧水頭（パラメータ H_end_rel）のいずれかに達した場合、測定は自動的に終了します。デフォルト設定では、水位が初期値の 25 % に下がるまで水が浸透します。この設定はパラメータ・メニューで変更できます。デフォルト値は非常に保守的です。多くの場合、測定はもっと早く止めることができます。これは、Stop Measurement を押せばいつでもできる。経験則として、測定は停止できます：

a) 導電率の計算値が安定した値になった場合。これは、十分な数の測定データが記録され（> 10）、信号が明確な傾向を示すことを意味します。

b) r² が十分に高い場合（r² > 0.999）。

浸透率の低い試料の場合、通常1cmの圧力ヘッド低下で測定は停止します。例えば、導電率2 cm/dの試料は、初期圧力頭の0.25に達するのに約8時間かかります。実際には、初期圧力ヘッド20 cmで開始し、約15分後に発生する19.5 cm（手動またはH_end_rel = 0.975の設定による）に達した時点で停止することができます。
データを外部に可視化できますか？
はい。すべてのデータとすべてのパラメータは、csv形式のASCIIファイルに書き込まれます。これらのデータを使用して、測定値やフィットした曲線を独自の可視化ソフトウェアで再可視化することができます。

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