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科目の基本情報
| 開講年度 | 2022 年度 | |
|---|---|---|
| 開講区分 | 生物資源学部 | |
| 受講対象学生 |
共生環境学科・農業土木学教育コース 学部(学士課程) : 3年次 |
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| 選択・必修 | 選択 選択推奨科目（農業土木コース） |
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| 授業科目名 | 農地工学 | |
| のうちこうがく | ||
| Land and Water Engineering | ||
| 単位数 | 2 単位 | |
| ナンバリングコード | BIOR-Envi-3341-010
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
後期 |
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| 開講時間 |
金曜日 7, 8時限 |
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| 授業形態 |
対面授業 * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい
「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業 |
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| 開講場所 | ⽣物資源学校舎（2022年度 授業時間割と教室案内掲⽰で確認して下さい） | |
| 担当教員 | 渡辺 晋生（生物資源学部） | |
| WATANABE, Kunio | ||
| SDGsの目標 |
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| 連絡事項 | * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい |
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学修の目的と方法
| 授業の概要 | 農地における諸問題と、その対策としての⼟地利⽤、圃場・水管理について土中の物質移動の視点を踏まえ、課題の各自の毎回の発表に基づき議論する。 （DP、CPとの関係） この講義は、三重⼤学の目標である4つの⼒の「考える⼒」「コミュニケーション⼒」「生きる力」を⾝につけるため、⽣物資源学部のDPである（2）専門知識、（3）科学的で論理的な思考⼒と問題解決⼒、（4）コミュニケーション力の修得を目指します。 |
|---|---|
| 学修の目的 | 農村環境および⽔⽥および畑地の特徴と物質移動、灌漑や農地保全についての基本的な知識と考え⽅を理解し、計画の評価とデザインができるようになることを⽬的とする。 |
| 学修の到達目標 | 本講義を通じて、農村環境および⽔⽥および畑地の特徴と物質移動、灌漑や農地保全についての基本的な知識と考え⽅を概ね理解し、土中の物質移動の視点から計画の評価とおおよそのデザインができるようになります。そのために、以下の学修到達目標を設定します。 （知識） ⼟中の⽔分・熱・溶質移動メカニズムを列挙し、農地の物質循環について説明できる。 （態度） 各回の課題を適切に行うことができる。課題を論理的に発表し、質問に答えるとともに他者の発表にも質問できる。 （技能） ⼟中の物質移動を表現する数式の導出とモデル化ができる。 |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | 各回の課題（内容50%、発表30%、質疑応答・議論20%）の合計100点で評価する。 （知識） ⼟中の⽔分・熱・溶質移動メカニズムを列挙し、農地の物質循環について説明できることを課題の内容から評価します（25％）。 （態度） 各回の課題を適切に行うことができる。課題を論理的に発表し（30％）、質問に答えるとともに他者の発表にも質問できる能力を評価します（20％）。 （技能） ⼟中の物質移動を表現する数式の導出とモデル化ができることを課題の内容から評価します（25％）。 |
| 授業の方法 | 講義 演習 |
| 授業の特徴 |
プレゼンテーション/ディベートを取り入れた授業 |
| 授業改善の工夫 | |
| 教科書 | 土壌物理学（築地書館） |
| 参考書 | |
| オフィスアワー | 事前連絡により随時受け付け、場所572号室 |
| 受講要件 | 物質循環解析学を履修済みで、且つ、土壌圏物質移動論を履修中あるいは履修済みであること |
| 予め履修が望ましい科目 | 土壌物理学、環境土壌学実験、植物・土壌と水 |
| 発展科目 | |
| その他 |
教員免許・各種資格取得に関連した科目 (注 : 必ず入学年度の学修（習）要項で確認してください) 環境教育に関連した科目 測量士補資格取得に関連した科目 |
授業計画
| 各回 共通 |
MoodleのコースURL |
|---|
| 第1回 | 概要 | イントロダクション |
|---|---|---|
| 授業時間内の学修内容 | 農地の持続的な管理運用を行う上で必要な要点を整理し、畑地や水田の灌漑や排水、土壌汚染、林地や里山の水環境と、そこで必要となる観測項目や機器、モデルや室内実験について説明する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | イントロダクション（introduction）、水田（paddy field）、畑地（upland field）、水分溶質移動（Water and solute transport） | |
| 事前学修の内容 | 教科書を通読し、理解の及んでいない用語を整理する。 | |
| 事前学修の時間 | 180分 | |
| 事後学修の内容 | 講義中に議論した用語の定義と数式展開を確認し、次週の課題に繋げる。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第2回 | 概要 | 水田と畑地の土についての諸問題 その1 |
| 授業時間内の学修内容 | 水分特性曲線の考え方について、粒子間隙や空気侵入値、植物との関係などについて説明するとともに、対数軸で現象を表す際に適した関数の性質について説明する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 水分特性曲線（soil water characteristics）、粒子間隙（soil pore）、対数グラフ（log-log and semi-log plots） | |
| 事前学修の内容 | 課題に取り組み、講義で発表できるようにまとめ、提出する。 | |
| 事前学修の時間 | 180分 | |
| 事後学修の内容 | 講義で議論・検討した箇所を整理し、指摘箇所を修正の上、次週の課題に繋げる。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第3回 | 概要 | 水田と畑地の土についての諸問題 その2 |
| 授業時間内の学修内容 | 実測値にvan Genuchten式やBrocks and Cory式を適合するとともに、各自の考えた適合式を提示する。また、荒れたデータや偏りのあるデータを得た時のデータの扱い方について論ずる。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 水分特性関数モデル（soil water characteristic models）、フィッティング（fitting）、データクレンジング（data cleansing） | |
| 事前学修の内容 | 課題に取り組み、講義で発表できるようにまとめ、提出する。 | |
| 事前学修の時間 | 180分 | |
| 事後学修の内容 | 講義で議論・検討した箇所を整理し、指摘箇所を修正の上、次週の課題に繋げる。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第4回 | 概要 | 水田と畑地の土についての諸問題 応用課題 |
| 授業時間内の学修内容 | 本節の課題を応用して、実際の農地で生じている問題を想定して各自で掘り下げたテーマについて議論する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 問題定義（problem presentation）、議論（discussions） | |
| 事前学修の内容 | 課題に取り組み、講義で発表できるようにまとめ、提出する。 | |
| 事前学修の時間 | 180分 | |
| 事後学修の内容 | 講義で議論・検討した箇所を整理し、指摘箇所を修正の上、次週の課題に繋げる。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第5回 | 概要 | 農地の理解：毛管モデル その１ |
| 授業時間内の学修内容 | 土の間隙構造と毛管保水と表面保水について説明し、毛管束の保水力から土の水分特性曲線と不飽和透水係数を導出する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 毛管水（capillary water）、水分保持（water retention）、不飽和透水係数（unsaturated hydraulic conductivity） | |
| 事前学修の内容 | 課題に取り組み、講義で発表できるようにまとめ、提出する。 | |
| 事前学修の時間 | 180分 | |
| 事後学修の内容 | 講義で議論・検討した箇所を整理し、指摘箇所を修正の上、次週の課題に繋げる。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第6回 | 概要 | 農地の理解：毛管モデル その２ |
| 授業時間内の学修内容 | 毛管モデルの各パラメータの意味やセンシティビティを検討することで、農地の不飽和土の水分保持や透水現象の理解を深めるとともに、関数の性質を理解する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | パラメータ（parameters）、センシティビティ（sensitivity） | |
| 事前学修の内容 | 課題に取り組み、講義で発表できるようにまとめ、提出する。 | |
| 事前学修の時間 | 180分 | |
| 事後学修の内容 | 講義で議論・検討した箇所を整理し、指摘箇所を修正の上、次週の課題に繋げる。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第7回 | 概要 | 農地の理解：毛管モデル その３ |
| 授業時間内の学修内容 | 毛管モデルとvan Genuchten式やBrocks and Cory式を比較し、間隙径分布や屈曲度との関係について議論する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 屈曲度（tortuosity）、重み付け（weighing fitting） | |
| 事前学修の内容 | 課題に取り組み、講義で発表できるようにまとめ、提出する。 | |
| 事前学修の時間 | 180分 | |
| 事後学修の内容 | 講義で議論・検討した箇所を整理し、指摘箇所を修正の上、次週の課題に繋げる。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第8回 | 概要 | 地の理解：毛管モデル 応用課題 |
| 授業時間内の学修内容 | 本節の課題を応用して、実際の農地で生じている問題を想定して各自で掘り下げたテーマについて議論する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 問題定義（problem presentation）、議論（discussions） | |
| 事前学修の内容 | 課題に取り組み、講義で発表できるようにまとめ、提出する。 | |
| 事前学修の時間 | 180分 | |
| 事後学修の内容 | 講義で議論・検討した箇所を整理し、指摘箇所を修正の上、次週の課題に繋げる。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第9回 | 概要 | 畑地の灌漑と排⽔：浸潤 その１ |
| 授業時間内の学修内容 | 畑地土壌への浸潤現象について説明し、降水による浸潤と湛水による浸潤の違いや地下水や初期水分条件と排水の関係について議論する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 初期条件（initial condition）、境界条件（boundary condition） | |
| 事前学修の内容 | 課題に取り組み、講義で発表できるようにまとめ、提出する。 | |
| 事前学修の時間 | 180分 | |
| 事後学修の内容 | 講義で議論・検討した箇所を整理し、指摘箇所を修正の上、次週の課題に繋げる。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第10回 | 概要 | 畑地の灌漑と排⽔：浸潤 その２ |
| 授業時間内の学修内容 | Horton、Green and Ampt、Philipの浸潤方程式を用いて、浸潤現象につい検討する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 浸潤（infiltration）、排水(drainage)、Green and Ampt model、Philip model | |
| 事前学修の内容 | 課題に取り組み、講義で発表できるようにまとめ、提出する。 | |
| 事前学修の時間 | 180分 | |
| 事後学修の内容 | 講義で議論・検討した箇所を整理し、指摘箇所を修正の上、次週の課題に繋げる。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第11回 | 概要 | 畑地の灌漑と排⽔：浸潤 その３ |
| 授業時間内の学修内容 | Buckingham-Darcy式の解析解を導入し解析解と数値解の比較から浸潤や排水に伴う土の中の水分移動の理解を深める。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 解析解（analytical solution）、数値解（numerical solution） | |
| 事前学修の内容 | 課題に取り組み、講義で発表できるようにまとめ、提出する。 | |
| 事前学修の時間 | 180分 | |
| 事後学修の内容 | 講義で議論・検討した箇所を整理し、指摘箇所を修正の上、次週の課題に繋げる。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第12回 | 概要 | 畑地の灌漑と排⽔：浸潤 応用課題 |
| 授業時間内の学修内容 | 本節の課題を応用して、実際の農地で生じている問題を想定して各自で掘り下げたテーマについて議論する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 問題定義（problem presentation）、議論（discussions） | |
| 事前学修の内容 | 課題に取り組み、講義で発表できるようにまとめ、提出する。 | |
| 事前学修の時間 | 180分 | |
| 事後学修の内容 | 講義で議論・検討した箇所を整理し、指摘箇所を修正の上、次週の課題に繋げる。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第13回 | 概要 | 水田の整備と物質収支 その１ |
| 授業時間内の学修内容 | 間断灌漑を行う水田土壌の物質収支について説明し、蒸発散や土中水の再分布過程について解析解と数値解から理解を深める。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 蒸発（evaporation）、蒸散（transpiration）、間断灌漑（intermittent irrigation） | |
| 事前学修の内容 | 課題に取り組み、講義で発表できるようにまとめ、提出する。 | |
| 事前学修の時間 | 180分 | |
| 事後学修の内容 | 講義で議論・検討した箇所を整理し、指摘箇所を修正の上、次週の課題に繋げる。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第14回 | 概要 | 水田の整備と物質収支 その２ |
| 授業時間内の学修内容 | 有機物分解や硝化、脱窒のメカニズムについて説明し、一次分解反応や吸着現象を表すモデルについて検討する。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 有機物分解（organic decomposition）、硝化（nitrification）、脱窒（denitrification）、一次分解（first order reaction）、吸着（adsorption） | |
| 事前学修の内容 | 課題に取り組み、講義で発表できるようにまとめ、提出する。 | |
| 事前学修の時間 | 180分 | |
| 事後学修の内容 | 講義で議論・検討した箇所を整理し、指摘箇所を修正の上、次週の課題に繋げる。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 | ||
| 第15回 | 概要 | 水田の整備と物質収支 応用課題 |
| 授業時間内の学修内容 | 本節の課題を応用して、実際の農地で生じている問題を想定して各自で掘り下げたテーマについて議論する。また、土壌の劣化とその対応について論ずる。 | |
| キーワード(Key Word(s)) | 問題定義（problem presentation）、議論（discussions）、土壌劣化（soil degradation）、土壌汚染（soil pollution） | |
| 事前学修の内容 | 課題に取り組み、講義で発表できるようにまとめ、提出する。 | |
| 事前学修の時間 | 180分 | |
| 事後学修の内容 | 講義で議論・検討した箇所を整理し、指摘箇所を修正する。 | |
| 事後学修の時間 | 60分 | |
| 自由記述欄 |