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Title: Estudo da influência da interação solo-atmosfera nos perfis de umidade, sucção e temperatura de um subsolo não saturado
Other Titles: Study of the influence of the soil-atmosphere interaction on the soil moisture, suction and temperature profile of an unsaturated subsoil
metadata.dc.creator: Vivacqua, Gabriel Peixoto Derenzi
Keywords: Evaporação;Solos-permeabilidade;Solos-temperatura;Solos-umidade;Solos-potencial matricial;Evaporation;Soil-permeability;Soil-temperature;Soil-moisture;Soil-matric suction
Issue Date: 22-Nov-2012
Publisher: Universidade Federal do Espírito Santo
Citation: VIVACQUA, Gabriel Peixoto Derenzi. Study of the influence of the soil-atmosphere interaction on the soil moisture, suction and temperature profile of an unsaturated subsoil. 2012. 199 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2012.
Abstract: The aim of the present work is to investigate the influence of the soil-atmosphere interaction on the soil moisture, suction and temperature profile of an unsaturated subsoil. It is also investigated the depth of the active zone , the region of the soil influenced by climatic changes. A soil-atmosphere interface numerical model is used to calculate the rate of evaporation from the soil, and a mass flow equation (liquid water - Darcys Law and vapour - Ficks Law) coupled with a heat flow equation (de Vries, 1987) have been adopted to determine the soil temperature, moisture and pore pressure profiles. For the numerical simulations is adopted a one-dimensional computer program which uses the Finite Difference Method for solving simultaneously the mass flow (liquid and vapour water) and heat flow partial differential equations. The analyzes uses a set of climate data from Mormoiron, France, between the years 2004 and 2005. During the analysis, soil parameters and climatic data were manipulated, and the results of the analysis were compared with reference cases. Among the conclusions, it can be mentioned: (a) a variation on the initial soil temperature profile (ITP) can affect the soil temperature profiles, especially in the deeper region where the soil temperature remains stable throughout the year; (b) the Albedo parameter can do affect the soil temperature profile, especially in the hot season (great solar radiation). During the winter, changes in albedo values has quite no influence in the soil temperature and water content; (c) the active zone in the study region has about 1.5 m. From this depth, the soil temperature, moisture and suction profiles becomes practically constant over the year; (d) the use of average values, as daily inputs, modify the depth of the active zone, suggesting that under extreme conditions the depth of the active zone, in a particular region, can be changed; (e) the intensity and distribution of the precipitation can affect the soil moisture and soil suction profiles
Este trabalho dedica-se à análise da influência da interação solo-atmosfera nos perfis de umidade, sucção e temperatura do perfil de um subsolo não saturado. Também é objeto de interesse neste estudo a análise da profundidade da zona ativa , região do solo influenciada pelas variações climáticas. Um modelo numérico de interface solo-atmosfera é utilizado para calcular a taxa de evaporação a partir do solo, e a equação de fluxo de massa (água líquida Lei de Darcy e vapor Lei de Fick) em conjunto com a equação de fluxo de calor (de Vries, 1987) são adotadas para determinar os perfis de temperatura, umidade e poro pressão do solo. Para as simulações numéricas é adotado um programa computacional unidimensional que utiliza o Método das Diferenças Finitas para resolver simultaneamente as equações diferencias parciais de fluxo de massa (água líquida e vapor) e calor. As análises realizadas utilizam dados climáticos coletados em Mormoiron, França, obtidos entre 2004 e 2005. Durante as análises, parâmetros foram alterados e dados climáticos simulados, sendo os resultados obtidos comparados com casos de referência. Dentre as conclusões do trabalho, pode-se citar: (a) a variação do perfil inicial de temperatura do solo (PIT) pode afetar os perfis de temperatura do solo, especialmente na região mais profunda onde as temperaturas se mantêm praticamente estáveis ao longo de todo o ano; (b) o parâmetro albedo pode afetar o perfil de temperatura do solo, especialmente na estação mais quente do ano (grande radiação solar). Durante o inverno, variações no valor albedo tem pouca influência na temperatura e no teor de água no solo; (c) a zona ativa na região do estudo possui cerca de 1,5 m de profundidade. A partir dessa profundidade os perfis de temperatura, umidade e sucção do solo se mantêm praticamente constantes ao longo do ano; (d) a utilização de médias para os inputs diários modifica a profundidade da zona ativa, sugerindo que, sob condições extremas a profundidade da zona ativa de uma determinada região pode ser alterada; (e) a intensidade e a distribuição da precipitação afetam os perfis de umidade volumétrica e sucção do solo
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/6177
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