資源循環専攻長
( 副専攻長
学位論文審査の結果の要旨
氏 名
Rudiyanto
主 査
高JI 査
授 授 授 糠 師 教 教 教 准 講
取 出 伸 夫 橋 本 篤 江原 宏 副 査
審 査 委 員 副 査
渡 辺 晋 生
副 査 坂 井 、勝
論 文 題 目 (題目変更の有無)
有 ・ ⑤
H y d r a u l i c p r o p e r t i e s f o r u n s a t u r a t e d w a t e r f 1 0w i n a g g r e g a t e d v o l c a n i c a s h s o i l s
(団粒構造を持つ火山灰土の不飽和水分移動特性について)
(論文審査の結果の要旨) 1. 論文の概要
我が国に広く分布する黒ボク土とよばれる火山灰土は,日本の畑地の
40%
に分布している.主 要粘土鉱物は,非品質のアロフェンやイモゴ、ライトで、あり,団粒構造を形成し,間隙率が高いことが 特徴である.そのため,黒ボク土の水分保持曲線は,団粒間間隙と団粒内間隙に対応した階段状 の形状を持つことが知られている.不飽和土中の水分・溶質移動の高い精度の予測には,土の水分保持曲線に加えて不飽和透 水係数の水分移動特性の正確な評価が必要不可欠である。しかし,団粒構造の発達した黒ボク 土の不飽和透水係数の測定例は少ない.階段状の水分保持曲線に対しては,
Dumer ( 1 9 9 2
,1 9 9 4 )
により提案された2
種類のv a nG e n u c h t e n (V G)
モデ、ノレ( v a nG e n l l c h t e n
,1 9 8 4 )
を重ね合わせ たb i m o d a lVG
モデルを適用できるが,不飽和透水係数を推定した研究はほとんど見られない.ま た,団粒間間隙による保水は,吸水と排水で水分保持が異なるヒステリシスが生じるが,b i m o d a l
VG
モデ、ルで、は,ヒステリシスの検討が行われていない.そこで本論文では, (1)我が国の数種煩 の黒ボク土に対して蒸発法によるb i m o d a lVG
モデルの推定とその信頼性の検討,( 2 ) b i m o d a l
VG
モデ、ノレにおける水分保持曲線のヒステリシスの表現法の提案と不飽和透水係数の検討,( 3 )
黒ボク土中の水分移動の特性をシミュレーションによる検討を行なった氏 名 Rudiyanto
( 1 ) ‑
黒ボク土の水分移動特性日本各地の4種類の黒ボク土に対して,蒸発法を用いてbimodalvan Genuchten (vG)モデルの パラメータを逆解析により決定した.モデ、ルを水分保持曲線の実測値に適合した初期値を用いると,
推定パラメータの数にかかわらず収束は速い.また飽和付近から低圧力水頭
h
までの実測データ に適合したbimodalVGモデルの水分保持曲線のパラメータ値を固定すると,透水係数の2個の パラメータ( K s
,t)のみの最適化により不飽和透水係数K
(h)の推定が可能であった.しかし階段状 の水分保持曲線の平坦な中間圧力領域における正確な測定は難しいため,結果全体に対する最 適な結果を得るためにbimodalVGモデ、ルのパラメータはすべて迎合することが望ましい.乾燥領 域の低圧力領域までの水分保持曲線のデータを目的関数に含めると,モデルの適用範囲は,・
104cm程度まで
、広がったとりわけ,鏡面冷却露点式水ポテンシャル計(WP4)による・
5000cmか
ら‑104cm程度までの水分保持曲線の測定が有効であることを示した.水分保持iJlJ線の不飽和透
水係数推定への重要性は他の土においても同じであり,本研により,低水分領j或究の不飽和透水 係数の測定精度を高めることができた.( 2 )
ヒステリシスの検討bimodal VGモデ、ノレにおげる飽和付近のヒステリシスを表現するため,広く用いられている Kool and Parker 侭&P)モデルを飽和側のl段目のVGモデノレに導入したそれにより,一段目のVGモ デ
、
ルの形状ノξラメータαlのみを変化させることにより水分保持曲線の主脱水および主吸水曲線,また走査曲線を表現できることを確認した.しかし,低水分領域の不飽和透氷係数Kに対して体積 含 水 率0に関して非現実なヒステリシスが生じるため, K(α1)に対しては吸水,脱水にかかわらず等 しい形状パラメータαlを用いることを提案した.
( 3 )
水分移動のシミュレーション得られた水分保持曲線と不飽和透水係数を水分移動汎用フ。ログラムHYDRUS
にもちい用いて,
団粒構造が土中への水の浸潤,排水,再分布に及ぼす影響について考察した
本研究により,団粒構造の発達した黒ボク土のヒステリシスを含む水分移動特性の表現と精度の
高い推定が可能となり,たとえば黒ボク土の畑地における不飽和水分移動の予測精度が向上させ
ることができた.2.論文の審査
申請論文について,この学問分野で十分な新規性があるか,充分に信頼性があるか,また内容 が博士の学位に相当するかについて審査を行った.その結果,本論文は,いずれの条件も満たし,
学位授与に値するこを,審査委員会の全員一致で認めた.