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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2020.tde-20200111-122601
Document
Author
Full name
Celso Luiz Prevedello
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 1987
Supervisor
Title in Portuguese
Teoria do fluxo da água em solos não saturados: novos conceitos e aplicações
Keywords in Portuguese
EQUAÇÕES
FLUXO DA ÁGUA DO SOLO
SOLO NÃO SATURADO
Abstract in Portuguese
A partir de duas funções matemáticas que expressam as dependências dos potenciais matricial e gravitacional (energia/peso) com a umidade e coordenada de posição vertical, são propostas novas equações para a quantificação e descrição do fluxo vertical da água em solos não saturados, em termos de novos conceitos de difusividades hidráulicas: matricial (Dm), gravitacional (Dz) e global (Dg). É proposto também um método de determinação da difusividade hidráulica global em função do conteúdo de água, em qualquer camada de um perfil de solo, desde que cada camada do perfil possa ser considerada hidraulicamente homogênea. O método de HILLEL et alii (Soil Sci., 114:395-400, 1972), foi utilizado para comprovar a validade da teoria proposta em dois solos distintos, um deles classificado como Terra Roxa Estruturada (Paleudalfóxico), localizado no campus de Piracicaba da Universidade de São Paulo (latitude 20°42’30’’S; longitude 47°38’00’’0), e o outro, como Duna de Areia (provavelmente Quartzipsamment), localizado dentro do Instituto de Pesquisas de Dunas de Areia, Faculdade de Agricultura da Universidade de Tottori, Japão (latitude, 35°32’ N; longitude 134°12’ L). A teoria proposta e válida para meios porosos hidraulicamente homogêneos, podendo também, para propósitos práticos, ser aplicada em meios aproximadamente homogêneos do ponto de vista hidráulico. São analisados três critérios para identificação de meios porosos hidraulicamente homogêneos, e dos três: (a) morfológico, (b) através da função F (proposta no trabalho), e (c) da família de curvas características, o primeiro nem sempre conduz a resultados satisfatórios, o segundo é o mais apropriado, e o terceiro é de interesse prático, preferível ao primeiro, porém, menos preciso que o segundo.
Title in English
Theory of the water flow in unsaturated soils: new concepts and uses
Abstract in English
From two mathematical functions of matric and gravitational potentials as a function of soil-water content and soil depth, new equations are proposed to quantify and to describe the vertical water flux in unsaturated soil, in terms of new concepts of matric, gravitational and global diffusivities. A method to determine the global water diffusivity as a function of soil-water content in any soil layer of a soil profile, provided that the layer can be considered homogeneous from the hydraulic point of view, is also proposed. The HILLEL et alii (Soil Sci., 114: 395-400, 1972) procedure was utilized to confirm the validity of the proposed theory in two different soils, one classified as Oxic Paleudalf, located in the campus of the University of São Paulo, in Piracicaba, SP, Brazil (20°42’30’’ S; 47°38’00’’ W; 580 m above sea level) and the other as a Quartzipsamment, located in Japan, Research institute of Sand Dunes, College of Agriculture of the University of Tottori (35°32’ N, 134°12’ E). The proposed theory is valid to homogeneous porous media from the hydraulic point of view but, to practical purposes, it can also be applied to approximately homogeneous porous media from that point of view. Three criteria to identify homogeneous porous media from the hydraulic point of view are analyzed: (a) morphologic, (b) through the F function (proposed in the work), and (c) from the family of characteristic curves. The first one not always lead to satisfactory results; the second is the more appropriated one; and the third one is of practical interest, preferable to the first, but less precise than the second.
 
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Publishing Date
2020-01-11
 
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