Закон Дарси

Явление движения воды в порах грунта называется фильтрацией. Вода в поры может попасть различным способом, например, в результате просачивания после дождя. На некоторой глубине такая вода может быть задержана слоем водонепроницаемого грунта (например, плотной глиной, скалой), называемым водоупором.

На основании опытов по фильтрации воды в песках и глинах было установлено, что скорость фильтрации u в случае установившегося движения может быть представлена зависимостью, называемой формулой Дарси и выражающей основной закон ламинарной фильтрации: u = kJ,

Так как пьезометрический уклон J величина безразмерная, то коэффициент фильтрации k представляет собой скорость фильтрации при уклоне J равном единице: J=1. Величина k зависит от рода грунта и от температуры воды, поскольку с изменением температуры изменяется её вязкость. Из формулы u = kJ видно, что скорость фильтрации u прямо пропорциональна величине J в первой степени. Зная скорость фильтрации u, несложно подсчитать расход через геометрическое сечение фильтрационного потока . Зависимость также называется формулой Дарси.

Как показывают эксперименты, движение воды в грунте будет ламинарным, если число Рейнольдса , где n– кинематический коэффициент вязкости, d – эквивалентный (эффективный) диаметр частицы грунта.

Если Re будет больше критического Re_кр, то получим турбулентную фильтрацию, для которой формула Дарси u = kJ неприемлема.