Estimation of soil water, heat and nitrate dynamics during soil freezing and thawing with meltwater infiltration

利用融水渗透估算土壤冻结和融化过程中的土壤水、热量和硝酸盐动态

• 批准号: 23580328
• 负责人: WATANABE Kunio
• 金额: $ 3.41万
• 依托单位: Mie University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23580328/
• 关键词: 凍土; 浸潤; 水・熱移動; 窒素動態; 不凍水; 水分特性曲線; 不飽和透水係数; 数値解析; 土壌圏現象; 自然現象観測・予測; 水分・窒素循環; 寒冷地; モデル化

We simultaneously measured soil water retention and soil freezing curves and investigated their similarity and hysteresis. We succeeded in direct measurement of soil water potential in frozen soils to confirm the relationship estimated by Clausius-Clapeyron equation, and noted the effect of non-equilibrium growth of ice crystal in soil pores. We also performed directional column freezing experiments and showed the water, heat and nitrate transport during soil freezing/thawing and meltwater infiltration into frozen soils. Furthermore, we microscopically observed profiles of redox potential and dissolved oxygen near soil surface, and showed formation of reduced and reoxidized layers in soil columns under various infiltration rate.

我们同时测量了土壤保水和土壤冻结曲线，并研究了它们的相似性和滞后性。我们成功地直接测量了冻土中的土壤水势，证实了克劳修斯-克拉佩龙方程估计的关系，并注意到冰晶在土壤孔隙中非平衡生长的影响。我们还进行了定向柱冻结实验，并展示了土壤冻结/融化过程中的水、热量和硝酸盐传输以及融水渗透到冻土中。此外，我们还用显微镜观察了土壤表面附近的氧化还原电位和溶解氧的分布，并显示了在不同入渗率下土柱中还原层和再氧化层的形成。

项目成果

溶質を含む凍土の不凍水量曲線測定と水分保持曲線との比較

含溶质冻土未冻水体积曲线的测量及与保水曲线的比较

• 发表时间: 2013
• 作者: 塩谷彰悟; 長田友里恵; 渡辺晋生
• 通讯作者: 渡辺晋生

3種の水ポテンシャルセンサーを用いた黒ボク土の蒸発実験

使用三种水势传感器的黑北土壤蒸发实验

• 发表时间: 2013
• 作者: 土井奈央; 渡辺晋生; 坂井勝; 取出伸夫
• 通讯作者: 取出伸夫

VZJ凍土特集号の紹介札幌

介绍VZJ冻土特刊札幌

• 发表时间: 2013
• 作者: 渡辺晋生

カラム流出実験による土壌微生物の流出特性－水分フラックスとNaCl濃度の影響－

通过柱径流实验研究土壤微生物的径流特征 - 水通量和 NaCl 浓度的影响 -

• 发表时间: 2012
• 作者: 武藤由子; 菅野萌; 渡辺晋生
• 通讯作者: 渡辺晋生

A study on the effect of compaction on transport properties of soil gas and water I;: Relative gas diffusivity, air permeability, and saturated hydraulic conductivity

压实对土壤气水运移特性影响的研究Ⅰ；：气体相对扩散率、透气度和饱和导水率

• DOI: 10.1016/j.still.2014.02.006
• 发表时间: 2014
• 影响因子: 6.5
• 作者: Kuncoro; P. H.; Koga; K.; Satta; N.;Muto; Y.
• 通讯作者: Y.