透水係数は、水が多孔質の空間を移動し、土壌や岩石の割れ目を容易にすることです。 それは水力勾配の影響を受け、材料の飽和レベルと透過性の影響を受けます。 透水係数は通常、2つのアプローチのいずれかによって決定されます。 経験的アプローチは、水力伝導率を土壌特性に相関させます。 2番目のアプローチでは、実験を通じて水力伝導率を計算します。
ここで、K =水力伝導率。 g =重力による加速度。 v =動粘度; C =ソート係数; ƒn =気孔率関数; およびde =有効粒子径。 動粘度（v）は、動粘度（µ）と流体（水）密度（ρ）によって次のように決定されます。
C、ƒ、dの値は、粒径分析で使用される方法によって異なります。 気孔率（n）は、経験的関係n = 0.255 x（1 + 0.83）から導き出されます。U）ここで、粒子均一係数（U）はU = dで与えられます。60/ d10. サンプルでは、d60 サンプルの60％がより細かく、dがより細かい粒子径（mm）を表します。10 サンプルの10％がより細かい粒子径（mm）を表します。
ほとんどの土性には、コゼニー・カルマン方程式を使用します。 これは、土壌の粒径に基づいて最も広く受け入れられ、使用されている経験的派生物ですが、有効粒径が3 mmを超える土壌や、粘土質の土壌には適していません。
土壌の均一係数が5未満（U <5）で、有効粒径が0.1 mm〜3 mmの場合は、細かい砂から砂利までの土性にヘーゼン方程式を使用します。 この式はdのみに基づいています10 コゼニー・カルマン式よりも精度が低いため、粒子サイズは次のとおりです。
不均一な分布を持ち、均一係数が1〜20（1
均一係数が5未満（U <5）の中粒砂には、米国開拓局（USBR）の式を使用します。 これは、d_20の有効粒径を使用して計算され、気孔率に依存しないため、他の式よりも精度が低くなります。
ダルシーの法則に基づく方程式を使用して、水力伝導率を実験的に導き出します。 ラボでは、土壌サンプルを小さな円筒形の容器に入れて、液体（通常は水）が流れる1次元の土壌断面を作成します。 この方法は、液体の流動状態に応じて、定水頭試験または落下水頭試験のいずれかです。 きれいな砂や砂利などの粗粒土は、通常、定水頭試験を使用します。 より細かい粒子のサンプルは、落下ヘッドテストを使用します。 これらの計算の基礎は、ダルシーの法則です。
ここで、U =土壌内の幾何学的断面積を通る流体の平均速度。 h =水頭; z =土壌の垂直距離。 K =水力伝導率。 Kの次元は、単位時間あたりの長さ（I / T）です。
透過率計を使用して、実験室で粗粒土の飽和透水係数を決定するために最も一般的に使用されるテストであるコンスタントヘッドテストを実施します。 断面積A、長さLの円筒形の土壌サンプルを一定の水頭（H2-H1）の流れにさらします。 時間（t）の間にシステムを流れる試験流体の体積（V）は、土壌の飽和水力伝導率Kを決定します。
落下ヘッドテストを使用して、実験室の細粒土のKを決定します。 断面積（A）と長さ（L）の円筒形土壌サンプルカラムを、浸透流体がシステムに流入する断面積（a）のスタンドパイプに接続します。 時間間隔（t）でスタンドパイプ（H1からH2）のヘッドの変化を測定し、ダルシーの法則から飽和透水係数を決定します。