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土壌水移動速度導出方法および土壌水移動速度測定装置

国内特許コード P07A010217
整理番号 16-11
掲載日 2007年8月8日
出願番号 特願2005-131711
公開番号 特開2006-308433
登録番号 特許第4644806号
出願日 平成17年4月28日(2005.4.28)
公開日 平成18年11月9日(2006.11.9)
登録日 平成22年12月17日(2010.12.17)
発明者
  • 森 也寸志
  • 石井 将幸
出願人
  • 学校法人島根大学
発明の名称 土壌水移動速度導出方法および土壌水移動速度測定装置
発明の概要

【課題】多大なコンピュータ資源を必要とせず簡便に土壌水移動速度を即時的に導出可能な方法を提供すること。
【解決手段】
本発明の土壌水移動速度導出方法は、土壌中の水の移動速度Jを導出する方法であって、測定場所である土壌中の水の移動方向に沿った一直線上に、二つの温度センサ21および23とヒータ22とを、温度センサ21-ヒータ22-温度センサ23の順に、かつ、ヒータ22のON-OFFに基づく熱伝導を感受可能な距離内に二つの温度測定端子21および23を並べ、あらかじめ測定しておいた当該土壌の熱拡散係数κ(定数)を用い、微分形式で表現される式(1)に基づいて当該土壌における熱フラックスVを求め、この熱フラックスVとあらかじめ測定しておいた当該土壌の熱容量C(定数)とを用いて、式(2)により当該土壌の水の移動速度Jを導出する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


農学や環境工学では、土壌中の水の移動速度を知ることは極めて重要である。例えば、農学分野では、肥料が農作物の生育に有効に使われたのか、それとも、肥料が地下水に流出してしまったのか、を知る上で重要である。また、環境工学の分野では、汚染物質が土壌に漏出した場合に、その土壌汚染物質が移動しているのかいないのか、いるとすれば、地下水領域に到達するのに何年かかるか、ということを知る上で重要である。



水の移動を測定するために、従来では、数十センチ離れた2カ所にプローブを差し込んで透水係数を掛け合わせるダルシーの法則に基づく速度導出方法が知られていた。また、ヒータから熱パルスを放出し、数ミリ離れた場所における温度の上昇下降を測定して水の速度を求めるヒートパルス法に基づく方法も知られていた。




【特許文献1】特開2003-329625号公報

【非特許文献1】Y.mori,etal 'Multi-Functional Heat Pulse Probe for the Simultaneous Measurement of SoilWater Content,Solute Concentration, and Heat Transport Parameters' Published inVadose Zone Journal 2:561-571(2003)

産業上の利用分野


本発明は、土壌水移動速度導出方法および土壌水移動速度測定装置に関し、特に、1カ所の測定地点のみで水の移動速度をモニタリング可能な土壌水移動速度導出方法および土壌水移動速度測定装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
土壌中の水の移動速度Jを導出する方法であって、
測定場所である土壌中の水の移動方向に沿った一直線上に、二つの温度測定端子と熱源端子とを、温度測定端子-熱源端子-温度測定端子の順に、かつ、熱源端子のON-OFFに基づく熱伝導を感受可能な距離内に二つの温度測定端子を並べ、
あらかじめ測定しておいた当該土壌の熱拡散係数κ(定数)を用い、微分形式で表現される式(1)に基づいて当該土壌における熱フラックスVを求め、
この熱フラックスVとあらかじめ測定しておいた当該土壌の熱容量C(定数)とを用いて、式(2)により当該土壌の水の移動速度Jを導出することを特徴とする土壌水移動速度導出方法。
【数式1】


:上流側温度測定端子の位置における温度
:下流側温度測定端子の位置における温度
:上流側温度測定端子と熱源端子との間隔(定数)
:下流側温度測定端子と熱源端子との間隔(定数)
t :時間
:熱源端子における熱の印加時間(定数)
【数式2】


:水の熱容量(定数)

【請求項2】
土壌中の水の移動速度Jを測定する装置であって、
外部に露出し、一直線上に温度測定端子-熱源端子-温度測定端子の順に並ばせた熱源端子および二つの温度測定端子と、
熱源端子が所定時間tの間発熱するように制御する熱源制御部と、
あらかじめ測定しておいた当該土壌の熱拡散係数κ(定数)および当該土壌の熱容量C(定数)を用い微分形式で表現される式(1)および式(2)に基づいて、当該土壌の水の移動速度Jを算出する演算チップと、
演算チップにより算出された移動速度Jを出力する出力部と、
を具備したことを特徴とする土壌水移動速度測定装置。
【数式1】


:上流側温度測定端子の位置における温度
:下流側温度測定端子の位置における温度
:上流側温度測定端子と熱源端子との間隔(定数)
:下流側温度測定端子と熱源端子との間隔(定数)
t :時間
【数式2】


:水の熱容量(定数)

産業区分
  • 測定
  • 農林
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005131711thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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