土壌の透水性

土壌の透水性には、粒径、水中の不純物、間隙比、飽和度、吸着水、閉じ込められた空気や有機物など、多くの要因が影響する。

土壌の通気性は、植物の根圏の酸素レベルを維持し、微生物や根の呼吸に必要であり、植物の成長に重要です。さらに、酸素レベルは土壌温度を調節し、毒性を持つ可能性のあるMn ²⁺やFe ²⁺などの元素の酸化をサポートするいくつかの化学プロセスにも関与しています。^{[ 1 ]}

1. 実験室での実験：
   1. 定水位透水試験、
   2. 低レベル透過性試験、
   3. 水平方向の透水性試験。

1. 野外実験：
   1. 自由帯水層、
   2. 加圧された帯水層。

植物がガスを消費し、微生物のプロセスが他のガスを放出するため、土壌空気の組成には大きな変動があります。土壌空気は大気空気に比べて比較的湿潤で、CO ₂濃度は高くなる傾向があり、O ₂は通常かなり低くなります。通気性の良い土壌ではO _{2レベルが高く、} CH ₄とN ₂ Oのレベルも大気空気より高くなります。^{[ 1 ]}

アレン・ヘイゼンは、土壌の透水係数（k）は粒径（D）の二乗に正比例することを研究した。したがって、粗粒土の透水性は細粒土に比べて非常に大きい。粗砂の透水性は粘土の100万倍以上にもなる可能性がある。

土壌中に微細な粒子状の不純物が存在すると、土壌の孔隙が徐々に目詰まりを起こし、透水性が低下する可能性がある。

透水係数は、空隙比e /sup>/(1+e)のように変化します。特定の土壌の場合、空隙比が大きいほど透水係数の値は高くなります。ここで「e」は空隙比です。

他の概念に基づくと、土壌の透水性はe ²またはe ³ /(1+e) のように変化することが確立されている。正確な関係がどうであれ、すべての土壌において e と log k のプロットは直線となる。^{[ 2 ]}

土壌が完全に飽和していない場合、空気のポケットが含まれています。空気の存在により水の流れが妨げられるため、透水性が低下します。^{[ 3 ]}その結果、部分的に飽和した土壌の透水性は、完全に飽和した土壌の透水性よりもかなり小さくなります。実際、ダルシーの法則は、このような土壌には厳密には適用されません。

細粒土には、表面に強く付着した吸着水の層があります。この吸着層は重力によって自由に移動できません。これは、間隙内の水の流れを妨げ、土壌の透水性を低下させます。Casagrande によると、これは吸着水によって占められる間隙比とみなすことができ、透水性はおおよそ正味間隙比 (e - 0.1) の 2 乗に比例すると考えられます^{[ 4 ] 。}

土壌中に閉じ込められた空気や有機物は、土壌中の水の通過を妨げるため、透水性は著しく低下します。透水性試験では、誤差を避けるために、使用する土壌サンプルは完全に飽和している必要があります。^{[ 5 ]}

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