風積土壌の潅漑水によるコラプス沈下のメカニズム

风积土灌溉水塌陷沉降机理

基本信息

批准号：
10876049
负责人：
加藤誠
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

研究に供した風積土は、中国甘粛省蘭州市郊外の黄河左岸の河岸段丘を構成する黄土である。この河岸段丘は下部が白亜紀の土の上に、1〜2mの河床砂礫の上に、黄土が50〜100m堆積した広さ913haの台地である。年平均気温は、9.1℃で、年間の雨量は、約300mmで6〜8月に集中している。その台地を、今から約40年前に農地として開発し、普通畑として使用した。潅漑方法は、水盤潅漑で、年間825mm程度を5回に分けて潅漑を行っている。その間、畑土壌面が徐々に沈下し、沈下量の大きい場所では、約3mの沈下量が記録されている。この様な大きな沈下により、幹線水路等の潅漑施設は、破損し、維持管理に多大な努力を必要としている。直径60mm、高さ20mmの円筒供試体を圧密容器に入れ、0.05kg/cm^2の表面圧の元で純水をドリップすることによりコラプス沈下を生じさせた。コラプス沈下と黄土からの水溶性の陽イオンや陰イオンの溶脱量の経時変化を測定した。その結果、コラプス沈下は、10%程度で有る。溶脱量は、陽イオンでは、Caイオンは、徐徐に溶脱し、イオン濃度は5mg/lが続いているが、他のNa,Mg,Kイオンは溶脱時間が3日後には、ほとんど溶脱濃度は微量である事がわかった。黄土は不溶性の炭酸カルシュウムを多量に含んだ土である。炭酸カルシュウムの土壌構造への影響と、潅漑水により、20%もの沈下量を生じる事が、大きなコラプス沈下を生じさせた原因となる事が理解できた。

研究中使用的风积土是黄土，形成中国甘肃省兰州市郊区黄河左岸的河流阶地。该河流阶地为面积913公顷的台地，底部为白垩纪土壤，沉积有50至100 m的黄土，以及1至2 m的河床砾石。年平均气温9.1℃，年降雨量约300毫米，集中在6月至8月。大约40年前，该高原被开发为农田并用作常规田地。灌溉方式为盆灌，每年约825毫米，分5次浇水。在此期间，田地的土层逐渐下沉，部分地区的下沉量已达到约3米。由于如此大的沉降，主渠等灌溉设施遭到破坏，需要付出很大的努力来维护和管理。将直径60mm、高20mm的圆柱形试件置于密闭容器中，在0.05kg/cm^2的表面压力下滴加纯水引起塌陷沉降。测量了塌陷沉降以及从黄土中浸出的水溶性阳离子和阴离子的量随时间的变化。结果，塌陷沉降量约为10%。从浸出量来看，阳离子中Ca离子逐渐浸出，离子浓度保持在5mg/l，但其他Na、Mg、K离子的浓度在3天后几乎浸出。是少量的。黄土是含有大量不溶性碳酸钙的土壤。我了解到，碳酸钙对土壤结构的影响以及灌溉水造成的20%的下沉是造成大面积塌陷沉降的原因。