M 1 s β 2 w m 2 w m 1 w m 2 s m 1 s as equações 3

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/ m 1 s ; β 2 w = m 2 w m 1 w m 2 s / m 1 s . As equações (3) a (5) são baseadas na hipótese de que as mudanças no volume de água armazenada dependem das mudanças no estado de tensão, definido por duas variáveis de tensão independentes. A utilização de superfícies de estado (i.e., funções tridimensionais de- pendentes de σ méd – u a e u a –u w ) para o índice de vazios e grau de saturação oferece um método eficiente para a obtenção dos coeficientes das equações. A superfície de estado de armaze- nagem de água, quando representada apenas como função da sucção matricial, é conhecida como curva característica. As equações apresentadas permitem uma transição contínua entre a condição saturada e a não saturada. À medida que o solo se torna saturado, os efeitos das variações de sucção matricial e das variações da tensão líquida média se tornam iguais (i.e., m 1 s = m 2 s = m 1 w = m 2 w ). Consequentemente, para condições saturadas, as variações de volume de água armazenado são iguais às variações de volume total.
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Tópicos sobre infiltração: teoria e prática aplicadas a solos tropicais 272 A determinação da quantidade de ar armazenado no solo requer a determinação de duas das variáveis a seguir: V a , M a , e ρ a . A massa específica e o volume de ar armazenados no solo são dados pelas seguintes equações: (6) (7) em que: ρ a = densidade do ar, [M/L 3 ]; W a = peso molecular do ar, 28.966 [M/mol]; п a = pressão total da fase ar, u a +u atm , [F/M 2 ]; u a = pressão de ar, [F/M 2 ]; u atm = pressão atmosférica, [F/M 2 ]; β 1 a = 1 – β 1 w (1 – H c ); β 2 a = – β 2 w (1 – H c ); H c = coeficiente de solubilidade volumétrica de Henry, V ad /V w ; V ad = volume de ar dissolvido na água. A Equação (7) mostra como as características de mudança de volume da fase ar podem ser diretamente obtidas a partir das características de variação de volume da fase água e da medida de variação de volume do esqueleto sólido. 2.3 Leis de fluxo As leis de fluxo estabelecem relações entre medidas de taxa de fluxo e gradientes de potenciais no espaço. Os potenciais podem ser estabelecidos com base na análise da energia armazenada na fase (BEAR, 1972). Conforme apresenta Gitirana Jr. et al. (2006), a água e o ar do solo apresentam fases com características tanto miscíveis quanto imiscíveis. A fase ar pode fluir na forma de ar livre, na forma de ar dissolvido através da água, ou na forma de ar dissol- vido carreado pela água em movimento. A fase água pode fluir na forma de água líquida, na forma de vapor de água em difusão através dos poros preenchidos de ar, ou na forma de vapor de água carreado pela fase ar em movimento. As sessões a seguir apresentarão uma descrição concisa das leis de fluxo. A taxa de fluxo de água líquida em solos não saturados pode ser descrita utilizando uma generalização da lei de Darcy, em que o potencial é o gradiente de carga hidráulica e a condu- tividade hidráulica varia com a sucção matricial, ( u a – u w ). A lei de Darcy generalizada pode ser escrita da seguinte forma: (8)
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