農業農村工学会論文集
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78 巻 , 1 号
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研究論文
  • 陳 嫣, 凌 祥之
    2010 年 78 巻 1 号 p. 1-7
    発行日: 2010/02/25
    公開日: 2011/02/25
    ジャーナル フリー
    糖蜜を原料とするバイオエタノール生産においては,製造過程に低pHで,高BODの蒸留残渣液が多量に排出される.この残渣液の処理はバイオエタノールの持続生産の制限要因となる.本研究では,残渣液を肥料として農地に還元する可能性を検討するため,残渣液の性質を明らかにし,残渣液の肥料としての有効性と土壌環境に与える影響を室内実験と圃場施用試験を行い検討した.その結果,残渣液はカリウム含量が他の養分に比べて多く,塩素を多く含み,CODや色素が高かった.慣行肥料の窒素代替として,残渣液を大量に農地還元する場合,特に施用初期において窒素飢餓を生ずることや,降雨時の塩素イオンや色素の溶脱による地下水の汚染が制限要因となり,施用時期と施用土壌条件などを十分に考慮する必要がある.ただし,トマトとダイコンの生育において,慣行肥料のカリ成分の1/3程度の残渣液の農地還元は有効であることが明らかになった.
  • Md. ROKONUZZAMAN, Toshinori SAKAI, Ala'a El NAHAS, Md. Zakaria HOSSAIN
    2010 年 78 巻 1 号 p. 9-16
    発行日: 2010/02/25
    公開日: 2011/02/25
    ジャーナル フリー
    An improved numerical model for the accurate prediction of the fault rupture mechanism through the overlying soil gives confidence to the engineers in sitting the structures near or above faults. In this work, a sophisticated numerical model incorporating a hardening-softening constitutive model with shear band effect is calibrated from the direct shear model test results and validated for the prediction of the behavior of medium dense Fontainebleau sand bed due to quasi-static normal movement of the bed rock of fault with dip angle equals to 60°. The numerical results show satisfactory agreement with the experimental data from centrifuge (115g) and 1g model tests in terms of normalized vertical displacements profile of the ground surface, minimum relative vertical base displacement for the rupture to reach the ground, the average dip angle propagated into the soil as well as the horizontal extent of the deformed surface ground. The effect of the very low stress fields in the 1g tests (scale effect) is discussed.
  • Masayuki FUJIHARA, Yuji SAKURAI, Takuya OKAMOTO
    2010 年 78 巻 1 号 p. 17-22
    発行日: 2010/02/25
    公開日: 2011/02/25
    ジャーナル フリー
    Due to the growing concern for natural environment conservation in Japan, agricultural channels have recently been required to provide structures for an aquatic habitat. Following such request, an irrigation channel running in To-on, Ehime, was reconstructed for aiming to create the aquatic habitat by widening a part of the channel. This paper deals with the flow and material transport in the channel with a side-cavity, by means of field observation and numerical experiment. The field observation revealed a clock-wise eddy in the cavity. The average velocity in the cavity was less than 10 cm/s  and flow in the cavity was always calm, not so depend on the discharge in the channel. To simulate the flow and then investigate the material transport in the channel, a horizontally 2-D shallow water flow model combined with quadtree numerical grids was used. The materials were modeled to be transported horizontally with the same speed as water flow. At the same time, however, they settle down following the Stokes law of resistance. The computed result showed that the material having small settling velocity is easy to be transported into inner part of the cavity.
  • Shigeya MAEDA, Kazuki YOSHIKAWA, Junichiro TAKEUCHI, Toshihiko KAWACHI ...
    2010 年 78 巻 1 号 p. 23-31
    発行日: 2010/02/25
    公開日: 2011/02/25
    ジャーナル フリー
    A multiobjective optimization model is developed for controlling TN (Total Nitrogen) load discharged from field plots in an agricultural watershed. In optimization, maximizations of allowable TN discharge per unit area and total yield of rice are intended while complying with an effluent limitation standard prescribed for river water quality management. The discharge from a field plot is separated into two components, i.e., direct runoff and baseflow. As discharged TN from a plot travels with these components toward an outlet of the watershed, the amount of TN is assumed to decrease due to distance-related self-purification occurring in subsurface zone, drainage canal and river. Locations of field plots and traveling routes of TN are identified or predicted by a GIS (Geographic Information System) with a digital elevation model and by field surveys. The model developed is applied to an agricultural watershed bordering with Lake Biwa in Shiga Prefecture, Japan. The result demonstrates that the optimal allocation of maximum allowable discharged TN load among field plots is helpful in prioritizing plots where fertilization should be reduced.
  • 澤田 豊, 河端 俊典, 毛利 栄征
    2010 年 78 巻 1 号 p. 33-40
    発行日: 2010/02/25
    公開日: 2011/02/25
    ジャーナル フリー
    農業用パイプラインなどの圧力管屈曲部では,屈曲角度と内圧に応じてスラスト力が発生する.著者らは,ジオグリッドとアンカープレートを用いた耐震性に優れたスラスト防護工法を提案し,これまでの研究において,模型実験および数値解析を行い,当工法の有効性を明らかにした.さらに,画像解析からアンカープレート前方地盤の破壊メカニズムを明らかにし,破壊面に作用する力のつりあいから水平抵抗力算定方法を提案した.しかしながら,これまでに提案した算定式にはジオグリッドの伸び特性が考慮されておらず,詳細な設計に至っていないのが現状である.本論文では,ジオグリッドの伸び特性を考慮した水平抵抗力の算定式を示し,当工法の設計手法を提案した.
  • 白鳥 克哉, 山下 祐司, 足立 泰久
    2010 年 78 巻 1 号 p. 41-45
    発行日: 2010/02/25
    公開日: 2011/02/25
    ジャーナル フリー
    砂充填カラム内でのフミン酸吸着カオリナイト粒子の捕捉挙動を,フミン酸吸着による粒子の電気泳動移動度の変化に基づいて解析した.まず,フミン酸吸着カオリナイト粒子の電気泳動移動度を測定したところ,フミン酸吸着により粒子の負荷電量が増加すること,この増加傾向はpHの低下に伴い顕著になることが明らかになった.次に,カオリナイト粒子とフミン酸吸着カオリナイト粒子のカラム通水実験を1.0×10-3mol/L条件下でのpHの関数として行った.その結果,粒子の初期捕捉率がフミン酸吸着により低下することが確認された.また,フミン酸吸着により低pH条件下では捕捉率の経時上昇が抑制され,高pH条件下では捕捉率が経時的に低下することが観察された.これらの結果は電気泳動移動度の結果と対応しており,フミン酸吸着による負荷電量の増加により粒子間および粒子-砂表面間に働く電気二重層斥力が増加したためと考えられる.
  • 黒田 久雄, 加藤 亮, 中曽根 英雄
    2010 年 78 巻 1 号 p. 47-53
    発行日: 2010/02/25
    公開日: 2011/02/25
    ジャーナル フリー
    湖沼の富栄養化問題解決のために面源の中でも調査が少なかったハス田群の調査を行った.対象地域は,全国有数のレンコン産地である茨城県霞ヶ浦流域内の低平地ハス田群である.調査結果は,ハス田群からの差し引き流出負荷量は,T-N -3.22 kg・km-2・d-1,T-P 1.87 kg・km-2・d-1,COD 75.36 kg・km-2・d-1,SSは,522 kg・km-2・d-1であった.この値は,「霞ヶ浦に係わる湖沼水質保全計画第5期」で用いられている原単位と比較すると,T-Nが吸収型に働いた以外は,T-P 2.1倍,COD 4.8倍の値となった.流出負荷の大きな原因は,代かき・植え付け時の懸濁態成分の流出によることが大きいことがわかった.一方溶存態成分は流量増加に影響されることがわかった.ハス田群から排出される成分は,末端水路に堆積し,降水時に流出しやすくなることがわかった.
研究報文
  • 岩間 憲治, 小林 功二, 金木 亮一, 古川 政行, 小谷 廣通
    2010 年 78 巻 1 号 p. 55-60
    発行日: 2010/02/25
    公開日: 2011/02/25
    ジャーナル フリー
    乾燥地の塩類集積土壌の改善に植物を利用する場合,その耐塩特性を評価する必要がある.そこで,中国内蒙古自治区の塩類集積地に優先的に自生する甘蒙御柳(Tamarix austromongolica)の栽培試験を挿し木から 2年間実施し,地下水の塩分濃度と生長量の関係を調査した.その結果,塩分濃度が1%では御柳は1年目には順調に生長したが,根群が発達した2年目には蒸発散量が抑制された.また3~5%の場合は生長量および蒸発散量は大きく抑制されたが,枯死までには至らなかった.一方,2年目の7%では試験開始後1ヶ月ほどで葉に枯れが目立ち始め,試験終了日までに個体数の3分の2が枯死した.しかし、生存個体は1年目の濃度がいずれも3~5%であり,塩分ストレスにより御柳の耐塩特性が変化することが伺われた.以上より,地下水の塩分濃度が1~5%で生育が抑制され,7%前後が耐塩限界と判定した.
研究ノート
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