書￨デル特1集
Jo Jpno Soco Soil Phys.
土壌 の物理性
No.104,p.61〜 62(2006)

土 中 の水分 ・溶質移 動 モ デル」をは じめるにあた って特集 「取出土壌物理 の対 象 の 中心 が 実験室 内 の 土 カ ラ ムか らフ ィール ドヘ移 り, さらに農地 の水管理問題か らより広伸夫*ている (http://wwW.pc―progress.cz/Fr̲Hydrus2D.

く土壌環境圏 の物質移動問題 へ と発展 して い く中,な ぜ
土中の水分 ・溶質移動 モデル」 に関す る特集を改 めて 「htm)。 HYDRUSは, Dr.Neuman,Dr.Feddes,Dr.
Breslerによる土 中 の水分移動 の汎用 プ ラグラムの草分けである UNSATを 出発点 に,多 くの研究者 によ って行 うのか と戸惑われる方 も少な くないと思 う。土中の不飽和水分移動 の リチ ャーズ式,溶 質移動 の移流分散式 に開発,改 良 を長年重 ねて きたプ ログラムである。
亀研τ
私 自身, 1990年代前半 に Salinity Laboratoryに

基 づ く移動 モデ ルの基礎 は,1960年 代 まで の土壌物理 の発展段階 に構築 された。その後,移 動 モデルは実測デー
タに対す る検証 により改良 を重ねて きた。 とりわけ,不員 として滞在 し, プ ログラムの開発 の一端を担 う機会にyか
恵 まれた。 その多 くは現在, S a l i n i t y L a b o r a t o rらムロ
いっていプるのラとな
グておされり,長息公開

飽和透水係数 の圧力依存 の非線形性 が極 めて大 きい リ
チ ャーズ式 に対 して,解 を速やかに正確に収束 させるた(http://wwW.ars.usdaogov/Services/dOCS.htm?docid

めの多 くの技法 が提唱 され, コンピュー タの発展 と共 に進歩を重ねて きた。我が国 において も,多 くの研究者 にる移流分散式 の解析解 に基 づ くプ ログラムであったが,数 ヶ月で開発 したプ ログラムを公開に こぎつ けるまで 4

よって計算 プ ログラムが作成 され,そ の成果 は論文 とし年以上 の歳月 を要 した。公開以降現在 に至 るまで,多 くの利用者 か らの指摘,意 見に基 づ き,よ り信頼度 の高 いて蓄積 されて いる。そ して,1990年 代前半 までに,そ うした基礎方程式 の数値評価や計算結果 の検討 に関す る研究 も一段落 したと思われる。
フ ィール ドが対象 の中心 となるにつれて,研 究 の枠組
みは広が り,土 壌物理 は周辺分野 へ と発展 した。 こうした動向 に対 して,土 壌物理学 の長年 の研究 の蓄積 が適切に反映 されて いるかの検証 は必要 であろう。考案 したモデ ルを実測 デ ー タと比較す る工学的な研究 の常套 手段は,土 壌物理 の研究 において も広 く用 い られてきた。 しか し,予 測す るモデルが,あ る特定 の条件 のみで計算 が可能 であったり,プ ログラムが将来的 に利用 しやす く整
備 されて いない場合 には,そ の後 の発展 は難 しい。多 くの場合,論 文 が書 かれた段階でプ ログラムの作成 は終了し,そ の後,継 続 して改良 される ことは少 ない。忙 しい
多 くの研究者 にとって,な かなか手が及ばないのが現実ではないであろうか。特 に,我 が国 の上壌物理研究 には,こうした努力が不足 して いたよ うに感 じる。
土中の水分 ・溶質移動 モデル として公開 されて いる汎用 プ ロ グラム は い くつか存在す るが,こ の特集 で は,
国農務George E.Brown,Jro Salinity Laboratory(米いて心にお,DrovanGenuchtenが中省塩類研究所)にな って開発 して きた HYDRUSを 主に用 いる。HYDRUS
は,現 在,カ リフ ォル ニ ア大学 リバ ー サ イ ド校 の Dr.
Siminekら に引 き継がれて,3次 元 のバ ー ジョンまで公開 されお り,1次 元 の HYDRUS‑lDは無償 で配布 され=8910)。 私 自身が直接携 わ ったのは CXTFITとよばれプ ロ グラムを 目指 して の改良 を続 けて いる。HYDRUSに関 しては,30年 近 くの歴史を経 て,現 在 も数多 くの利用者 によって,イ ンター ネッ ト上 のフ ォー ラムなどで議論 が続 け られて いる (http://wwW.pc―progress.cz/̲
forum/default.asp)。
前置 きが長 くな って しま ったが,こうした努力 の蓄積 は, もっと多 くの研究, とりわけ土壌物理 が応用 される周辺分野で適切 に利用 されるべ きと感 じたことが, この特集 を始 めるに至 った動機 である。
この特集 が,移 動 モデルの基本を改 めて確認 し,土 中の水分 ・溶質移動問題 を再考す るきっか けとなればと考 えている。特定 のプ ログラムの普及 が 目的でないことを ご思う。
理角
翠頂 ければと′この モデル特集 は,水 分 ・溶質移動汎用 プ ログラムを道具 として,研 究や教育 へ の適用, また現場 へ の応用を考 えている読者を主な対象 とする。土壌物理学 の教科書との重複 した説明は極力避 け,計 算例 をで きる限 り示 し
なが らの解説 を予定 して いる。解説 で示 した計算例 の人
出カ フ ァイ ル は公開 を原 則 と し (http://WWW.bio.
売者 が 自 ら言十rllie―
u.acoip/junkan/busshitSu/1ab5/), 言
算 し,ま た変更 して利用で きるよう配慮す る。 また,現在,Dro Siminekと 共同で進めて いる研究 についての紹介 も予定 して いる。 それ らの中 には,ま だ研究 として発展段階 の内容 も含まれるので,内 容 に応 じて,解 説,総説,論 文 が混在 した特集 となる予定である。なお,開 発土壌 の物理性 第 104号 (2006)

中 のベー タ版を用 いた計算例 に関 しては, 公 開版 での計水蒸気 と熱移動を含めた地表面境界, イオン交換 と透水算が行 えない場合 も含まれる点 はご了解頂 きたい。

性変化を伴 う水分 ・溶質移動,根 の吸水,コ ロイ ド移動,また 2次 元, 3次 元 の水分 ・溶質移動 の応用事例などを

まず第 1 回 は, 土 中の水分移動 と溶質移動 の境界条件についての解説を行 った。水分 ・溶質移動 モデルで正 しい予測を行 う上で最 も大切な点 は, 適 切 な境界条件を設取 り上げる予定である。執筆 は,農 業土木学会土壌物理研究部会 HYDRUSグ ループのメンバ ーを中心 に行 い,定す ることである。汎用 プ ログラムを利用す る場合 にお各号 について 23報 程度, 2年 間程度 の シ リー ズを予定

いて は, これは利用者 の責任 である。今回示 した境界条している。現在掲載中の 「古典を読む」 と同様 に,読 者の皆 さんの要望 に応えなが ら,息 の長 いシ リー ズを 目指

件 についての解説, 注 意点 については, 以 降 の特集 において も, 引 用 しなが ら解説する予定である。次 号以降では, マルチステ ップ法や蒸発法による水分移動特性 の逆したいので,ご 意 見,ご 要望 を編 集委 員会,あ るいは
H Y D R U S グ ループ ( h y d r u s ̲ g r p @ b i o . um .i ae c¨o i p ) に解析法, 土 中の窒素成分 の移動, 凍 結過程 の水分移動,

お寄 せ頂 ければ幸 いである。