排水研究

排水研究は、農業排水システムとその効果を研究して、最適なシステム設計に到達することです。

農地排水には、農業、 環境、水文学、工学、経済、社会、社会政治的側面があります（図1）。これらすべての側面が排水研究の対象となり得ます。

農地排水の目的（目標、ターゲット）は、以下に関連する農業生産の最適化です。

• 農地の開拓
• 農地の保全
• 作物収量の最適化
• 作物の多様化
• 耕作の強化
• 農場運営の最適化

目標、基準、環境、水文学的要因の役割は、図 2 に示されています。この図では、基準要因は、一方では排水によって影響を受ける要因であり、他方では農業パフォーマンスによって影響を受ける要因です。

基準要因の例としては、地下水面の深さが挙げられます。

1. 排水システムはこの深さに影響を与えます。排水システムの設計と地下水位の関係は主に物理的なもので、排水方程式で記述できます。この方程式では、排水要件は水収支から求められます。^[1]
2. 基準要因としての地下水位の深さは、一方では地下水位の挙動を表し、他方では目標（例：作物の生産）に関連付けることができる数値を与える基準指標に変換する必要があります。
3. 基準指標と目標の関係は多くの場合最適化することができ、最大値が最終目標を提供し、基準指標の対応する値は設計手順における農業排水基準として使用できます。

最適化における基礎となるプロセスは多岐にわたります (図 2 の挿入図を参照)。プロセスは、相互に依存する土壌物理的プロセス、土壌化学的/生物学的プロセス、および水文学的プロセスに分類できます(図 3)。

• 土壌の物理的プロセスには、土壌の通気性、土壌構造、土壌の安定性、土壌温度などが含まれます。
• 化学プロセスには、土壌の塩分濃度、土壌の酸性度、土壌のアルカリ度が含まれます。
• 水文学的プロセスには、蒸発、流出、^[2]および土壌塩分濃度が含まれます。

プロセスの例は以下を参照のこと。^[3]

排水研究では現場データの収集と分析が重要である。^[5]

フィールドデータを扱う場合、多数の自然プロセスが関与し、植物や土壌の特性や水文学的条件が大きく変動するため、 かなりのランダム変動が生じることを想定する必要があります。

添付のグラフは、ランダムな自然変動の影響を受ける作物の収穫量と地下水位の関係の例を示しています。グラフはSegRegプログラムで作成されました。セグメント回帰を参照してください。

ランダムな変動を持つフィールド データを分析する場合は、回帰分析や頻度分析などの統計原理を適切に適用する必要があります。

灌漑地では、土壌の塩性化を防ぐために、灌漑用水とともに土壌に持ち込まれた塩分を洗い流すための地下排水が必要になる場合があります。

SaltMod ^[6]のような農業水塩分および浸出モデルは、排水要件を決定するのに役立つ可能性があります。

• 土地排水に関するウェブサイト
• 庭の排水ソリューション