A condutividade hidráulica é a facilidade com que a água se move através de espaços porosos e fraturas no solo ou rocha. Está sujeito a um gradiente hidráulico e é afetado pelo nível de saturação e permeabilidade do material. A condutividade hidráulica é geralmente determinada por meio de uma de duas abordagens. Uma abordagem empírica correlaciona a condutividade hidráulica às propriedades do solo. Uma segunda abordagem calcula a condutividade hidráulica por meio de experimentação.
Onde K = condutividade hidráulica; g = aceleração da gravidade; v = viscosidade cinemática; C = coeficiente de classificação; ƒn = função de porosidade; e de = diâmetro efetivo do grão. A viscosidade cinemática (v) é determinada pela viscosidade dinâmica (µ) e a densidade do fluido (água) (ρ) como:
Os valores de C, ƒ ed dependem do método usado na análise do tamanho do grão. A porosidade (n) é derivada da relação empírica n = 0,255 x (1 + 0,83você) onde o coeficiente de uniformidade do grão (U) é dado por U = d
Use a equação Kozeny-Carman para a maioria das texturas de solo. Este é o derivado empírico mais amplamente aceito e usado com base no tamanho do grão do solo, mas não é apropriado para uso em solos com um tamanho de grão efetivo acima de 3 mm ou para solos com textura argilosa:
Use a equação de Hazen para texturas de solo de areia fina a cascalho se o solo tiver um coeficiente de uniformidade menor que cinco (U <5) e tamanho de grão efetivo entre 0,1 mm e 3 mm. Esta fórmula é baseada apenas no d10 tamanho de partícula, por isso é menos preciso do que a fórmula Kozeny-Carman:
Use a equação de Breyer para materiais com uma distribuição heterogênea e grãos mal classificados com um coeficiente de uniformidade entre 1 e 20 (1
Use a equação do Bureau of Reclamation (USBR) dos EUA para areia de grão médio com um coeficiente de uniformidade inferior a cinco (U <5). Isso é calculado usando um tamanho de grão efetivo de d_20 e não depende da porosidade, por isso é menos preciso do que outras fórmulas:
Use uma equação baseada na Lei de Darcy para derivar a condutividade hidráulica experimentalmente. No laboratório, coloque uma amostra de solo em um pequeno recipiente cilíndrico para criar uma seção transversal de solo unidimensional através da qual o líquido (geralmente água) flui. Este método é um teste de pressão constante ou um teste de queda de pressão dependendo do estado do fluxo do líquido. Solos de granulação grossa, como areias limpas e cascalhos, normalmente usam testes de queda constante. Amostras de grãos mais finos usam testes de queda livre A base para esses cálculos é a Lei de Darcy:
Onde U = velocidade média do fluido através de uma seção transversal geométrica dentro do solo; h = carga hidráulica; z = distância vertical no solo; K = condutividade hidráulica. A dimensão de K é o comprimento por unidade de tempo (I / T).
Use um permeâmetro para conduzir um Teste de Cabeça Constante, o teste mais comumente usado para determinar a condutividade hidráulica saturada de solos de granulação grossa em laboratório. Submeta uma amostra de solo cilíndrica de área transversal A e comprimento L a um fluxo constante (H2 - H1). O volume (V) do fluido de teste que flui através do sistema durante o tempo (t), determina a condutividade hidráulica saturada K do solo:
Use o teste Falling-head para determinar o K de solos de granulação fina no laboratório. Conecte uma coluna de amostra de solo cilíndrica de área transversal (A) e comprimento (L) a um tubo vertical de área transversal (a), no qual o fluido percolado flui para o sistema. Meça a mudança na carga no tubo vertical (H1 a H2) em intervalos de tempo (t) para determinar a condutividade hidráulica saturada da Lei de Darcy: