達西定律是反映水在岩土孔隙中滲流規律的實驗定律。由法國水力學家 H.-P.-G.達西在1852~1855年透過大量實驗得出。其表示式為Q=KFh/LDarcy’s Law式中Q為單位時間滲流量,F為過水斷面,h為總水頭損失,L為滲流路徑長度,I=h/L為水力坡度,K為滲透係數。關係式表明,水在單位時間內透過多孔介質的滲流量與滲流路徑長度成反比,與過水斷面面積和總水頭損失成正比。從水力學已知,透過某一斷面的流量Q等於流速v與過水斷面F的乘積,即Q=Fv。或,據此,達西定律也可以用另一種形式表達v=KIv為滲流速度。上式表明, 滲流速度與水力坡度一次方成正比。說明水力坡度與滲流速度呈線性關係,故又稱線性滲流定律。達西定律適用的上限有兩種看法:一種認為達西定律適用於地下水的層流運動;另一種認為並非所有地下水層流運動都能用達西定律來表述,有些地下水層流運動的情況偏離達西定律,達西定律的適應範圍比層流範圍小。這個定律說明水透過多孔介質的速度同水力梯度的大小及介質的滲透效能成正比。這種關係可用下列方程式表示:V=K[(h2-h1)÷L]。其中V 代表水的流速,K 代表滲透力的量度(單位與流速相同, 即長度/時間),(h2-h1)÷L 代表地下水水位的坡度(即水力梯度)。因為摩擦的關係,地下水的運動比地表水緩慢得多。可以利用在井中投放鹽或染料,測定滲流係數和到達另一井內所需的時間。達西定律可以從多孔介質中層流運動所遭遇的阻力關係推匯出來。圖1為沿流線方向s取得單元微分體, 長為ds, 斷面積為dA;圖1 滲透水體的受力作用在單元柱體上的力有: 兩端的孔隙水壓力, 孔隙水流的自重及水流受到顆粒孔隙道的摩阻力F。沿土柱方向寫滲流的三力平衡式(略去水流的慣性力)pndA - ( p+ dp ) ndA - γndsdA sinθ- F = 0因為 dz/ds= sinθ, h =p/γ+ z , dp= ?γ( dh - dz )代入上式則得γndA dh + F = 0 ( 1)引用司托克斯對於一個顆粒上的層流阻力的公式D=3πμdν" , 式中D 常被稱為拖引力; d 為顆粒直徑; v"為顆粒周圍沿滲流方向的區域性平均流速; 為水的動力粘滯性; ?為一個係數,決定於鄰近顆粒的影響(對於無限水體中的圓球?= 3π )。
達西定律是反映水在岩土孔隙中滲流規律的實驗定律。由法國水力學家 H.-P.-G.達西在1852~1855年透過大量實驗得出。其表示式為Q=KFh/LDarcy’s Law式中Q為單位時間滲流量,F為過水斷面,h為總水頭損失,L為滲流路徑長度,I=h/L為水力坡度,K為滲透係數。關係式表明,水在單位時間內透過多孔介質的滲流量與滲流路徑長度成反比,與過水斷面面積和總水頭損失成正比。從水力學已知,透過某一斷面的流量Q等於流速v與過水斷面F的乘積,即Q=Fv。或,據此,達西定律也可以用另一種形式表達v=KIv為滲流速度。上式表明, 滲流速度與水力坡度一次方成正比。說明水力坡度與滲流速度呈線性關係,故又稱線性滲流定律。達西定律適用的上限有兩種看法:一種認為達西定律適用於地下水的層流運動;另一種認為並非所有地下水層流運動都能用達西定律來表述,有些地下水層流運動的情況偏離達西定律,達西定律的適應範圍比層流範圍小。這個定律說明水透過多孔介質的速度同水力梯度的大小及介質的滲透效能成正比。這種關係可用下列方程式表示:V=K[(h2-h1)÷L]。其中V 代表水的流速,K 代表滲透力的量度(單位與流速相同, 即長度/時間),(h2-h1)÷L 代表地下水水位的坡度(即水力梯度)。因為摩擦的關係,地下水的運動比地表水緩慢得多。可以利用在井中投放鹽或染料,測定滲流係數和到達另一井內所需的時間。達西定律可以從多孔介質中層流運動所遭遇的阻力關係推匯出來。圖1為沿流線方向s取得單元微分體, 長為ds, 斷面積為dA;圖1 滲透水體的受力作用在單元柱體上的力有: 兩端的孔隙水壓力, 孔隙水流的自重及水流受到顆粒孔隙道的摩阻力F。沿土柱方向寫滲流的三力平衡式(略去水流的慣性力)pndA - ( p+ dp ) ndA - γndsdA sinθ- F = 0因為 dz/ds= sinθ, h =p/γ+ z , dp= ?γ( dh - dz )代入上式則得γndA dh + F = 0 ( 1)引用司托克斯對於一個顆粒上的層流阻力的公式D=3πμdν" , 式中D 常被稱為拖引力; d 為顆粒直徑; v"為顆粒周圍沿滲流方向的區域性平均流速; 為水的動力粘滯性; ?為一個係數,決定於鄰近顆粒的影響(對於無限水體中的圓球?= 3π )。