水田の高度水管理システムに利用できる安価な微小水位センサ

• 担当機関: 愛知県農業総合試験場
• 研究期間: 1998～2000
• 発行年度: 1998
• 要約: 大区画水田の高度水管理システムにおいては、田面湛水位を検出して制御するが、市販のTDR水分センサを微小水位センサとして利用したところ、±6mm以内の誤差で高精度に計測でき、取り扱い易く、安価（約5万円）である。
• 背景・ねらい: 大区画水田の高度水管理システムにおいては、稚苗時の2～3cmから深水かん水時の20cm前後までの田面湛水位を検出して制御する必要があるが、電気的出力を持つ既存のセンサは高価（比較的安価な投げ込み式水圧センサで約20万円、精度は測定範囲3mで±0.3%の±9mm）なため、今後の実施場面での問題点となっている。最近、土壌水分計測用の安価（約5万円）なTDR水分センサが市販されているので、田面での微小水位センサとして利用できるかを検討する。

成果の内容・特徴

1. TDR式土壌水分計は、数GHz電磁波を発生させてロッドに送り込み、反射波形を分析することによって土壌水分を計測する。供試したCAMPBELL社のCS615水分センサは、電磁波発生器と波形分析器を内蔵しており、2.5 Vの矩形波の周波数信号を直接出力する。
   
2. 供試市販センサは、本体にステンレス製の直径3.2 mm、長さ30cmの2本のロッドが接続されており、損耗部分がないので長期的に安定した計測が期待できる。
   
3. 本センサの水位計測可能範囲と精度は、市販センサを溶接又は切断して60～10cmのロッド長で試験したところ、40～10cmでは水位の上昇と下降によるヒステリシスもなく計測できたが、45cm以上ではヒステリシスが生じて計測できなかった（図1）。また、ロッド長30cmのセンサにおける測定精度は、±6mm以内の誤差であった。
   
4. 現場での田面湛水位の測定は、次の2通りを提案する（図2）。
   ①センサを保護管に入れ、30cmロッド長全体で直接水位を測定する。
   ②ロッド長30cmの先端10cmを土壌に突き立て、ロッド上部20cmで田面湛水位を計測する。
   

成果の活用面・留意点

1. 検定は、市販センサに個体差があるので、センサ毎に行う必要がある。
   
2. センサの本体部分は電子回路を内蔵しているため遮光する。
   
3. 水温の影響が若干あるので、精密な計測を必要とする場合は温度補正を行う（メーカーの検定式を参照）。
   

• カテゴリ: 水田 水管理