達西方程

達西方程亦稱達西定律。闡明土壤等多孔介質中穩態流能量損失的方程,是研究飽和土壤水分運動的基本定律。由法國水力工程師達西在1852〜1855年通過測定砂柱滲漏實驗得出。根據Dar-cy的研究,通過土壤的水流通。與土壤水勢梯度成正比,即式中,為飽和導水率,為斷面兩端水勢差(m);&為斷面間距離(m)。從能量守恆觀點看,達西定律反映了單位距離的能量損失與水流通量之間的關係。

達西定律不僅適用於均質土壤,還適用於非均質土壤·非均質土壤中導水率為矢量形式。但達西定律僅適用於層流情況,因為當土壤水流通量過高,產生紊流時,水分運動的慣性力不能再被忽略,水流通量與能量損失之間不再滿足線性關係,因此在粗砂和礫石等介質中需要慎用達西定律。此外,在顆粒極細土壤中的水流性質不再符合牛頓流,達西定律也會出現偏差。達西定律在絕大多數情況下可用於水流計算,只是在粗砂和重黏土中需注意其套用限定。達西定律與連續性方程結合則可以導出理察斯方程,該方程是解決飽和多孔介質中非穩定態水分運動問題的重要工具。

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