Permeabilitatea solului - capacitatea solurilor de a trece apa din cauza gradientului de presiune .
Modelele de filtrare a apei în soluri saturate cu apă cu curgere laminară sunt descrise de legea lui Darcy : v = k f ∙ gradI, unde v este viteza de filtrare liniară, cm/s; k f este coeficientul de filtrare, cm/s; gradI este gradientul capului egal cu raportul dintre căderea de presiune (ΔH) și lungimea traseului de filtrare (L), adică. gradI = ∆H/L. Coeficientul de filtrare este principala caracteristică a permeabilității la apă a solurilor și se măsoară în cm/s sau m/zi.
Pentru rata de filtrare volumetrică (v aproximativ ), măsurată în cm 3 / s (sau m 3 / zi), legea lui Darcy are forma: v aproximativ = k f ∙S∙gradI = k p ∙ρ w ∙g∙S∙gradI /η , unde k p este coeficientul de permeabilitate a solului, în Darcy (D); S - aria secţiunii transversale, cm 2 ; ρ w este densitatea apei, g/cm 3 ; η este coeficientul dinamic al vâscozității apei , cps; g este accelerația de cădere liberă, m/s 2 .
Coeficientul de permeabilitate (kp ) are dimensiunea ariei și se măsoară în m2 în sistemul SI și în cm2 în CGS . În practică, se utilizează mai des o altă unitate de măsură a coeficientului de permeabilitate - darcy (D); 1 D \u003d 1,02 ∙ 10 -12 m 2 \u003d 1,02 ∙ 10 -8 cm 2 . Raportul dintre k f și k p rezultă din expresia: k f = k p ∙ρ w ∙g/η. Ecuația lui Darcy în forma sa simplă este valabilă numai în anumite limite ale ratelor de filtrare determinate de intervalul de numere Reynolds Re = 1 - 10.
Permeabilitatea solului depinde de un număr mare de factori. Caracteristicile structurale și texturale ale solului afectează cel mai semnificativ k f : distribuția dimensiunii particulelor , uniformitatea acesteia, forma și dimensiunea porilor, lățimea deschiderii fisurilor etc. În funcție de acești factori, coeficientul de filtrare al diferitelor soluri variază într-o gamă foarte largă (vezi tabel). O creștere a presiunii geostatice duce la compactarea solurilor, o scădere a porilor acestora, rezultând o scădere generală a solurilor kf cu adâncime. Prezența gazelor ciupit reduce k f . Valoarea lui k f este, de asemenea, afectată de caracteristicile lichidului filtrat, precum și de condițiile de filtrare. Dintre factorii externi, temperatura are cea mai mare influență asupra k f : odată cu creșterea sa, k f crește .
Permeabilitatea diferitelor soluri (conform N.N. Maslov)
| soluri | k f , m/zi | Caracteristicile solurilor în ceea ce privește permeabilitatea apei |
|---|---|---|
| Argile, soluri stâncoase monolitice | < 5 •10 −5 | Practic impenetrabil |
| Loamuri, nisipoase grele, gresii nefracturate | până la 5 •10 −3 | Foarte slab permeabil |
| Loam nisipos, șisturi ușor fracturate, gresie, calcar | până la 0,5 | Slab permeabil |
| Nisipuri fine și cu granulație fină, soluri stâncoase fracturate | până la 5 | Permeabil |
| Nisipuri cu granulație medie, soluri stâncoase cu fracturare sporită | pana la 50 | Bine permeabil |
| Pietricele, nisipuri pietrișoase, soluri stâncoase foarte fracturate | > 50 | foarte permeabil |