Conductivitatea hidraulică este ușurința cu care apa se deplasează prin spații poroase și fracturi în sol sau rocă. Este supus unui gradient hidraulic și este afectat de nivelul de saturație și permeabilitatea materialului. Conductivitatea hidraulică este în general determinată fie prin una dintre cele două abordări. O abordare empirică corelează conductivitatea hidraulică cu proprietățile solului. O a doua abordare calculează conductivitatea hidraulică prin experimentare.
Unde K = conductivitatea hidraulică; g = accelerație datorată gravitației; v = vâscozitatea cinematică; C = coeficient de sortare; ƒn = funcția de porozitate; și de = diametrul efectiv al bobului. Vâscozitatea cinematică (v) este determinată de vâscozitatea dinamică (µ) și de densitatea fluidului (apă) (ρ) ca:
Valorile lui C, ƒ și d depind de metoda utilizată în analiza mărimii bobului. Porozitatea (n) este derivată din relația empirică n = 0,255 x (1 + 0,83U) unde coeficientul de uniformitate a bobului (U) este dat de U = d
60/ d10. În eșantion, d60 reprezintă diametrul bobului (mm) în care 60% din eșantion este mai fin și d10 reprezintă diametrul bobului (mm) pentru care 10% din probă este mai fină.Utilizați ecuația Kozeny-Carman pentru majoritatea texturilor solului. Acesta este derivatul empiric cel mai larg acceptat și utilizat pe baza mărimii bobului de sol, dar nu este adecvat pentru a fi utilizat pentru soluri cu o mărime efectivă a bobului de peste 3 mm sau pentru soluri cu textură argiloasă:
Utilizați ecuația Hazen pentru texturile solului de la nisip fin la pietriș dacă solul are un coeficient de uniformitate mai mic de cinci (U <5) și o mărime efectivă a granulelor între 0,1 mm și 3 mm. Această formulă se bazează numai pe d10 dimensiunea particulelor, deci este mai puțin precisă decât formula Kozeny-Carman:
Utilizați ecuația Breyer pentru materiale cu distribuție eterogenă și boabe slab sortate cu un coeficient de uniformitate între 1 și 20 (1
Utilizați ecuația Biroului de Reclamare din SUA (USBR) pentru nisipul cu bob mediu cu un coeficient de uniformitate mai mic de cinci (U <5). Acest lucru se calculează folosind o mărime efectivă a bobului de d_20 și nu depinde de porozitate, deci este mai puțin precisă decât alte formule:
Folosiți o ecuație bazată pe legea lui Darcy pentru a obține conductivitatea hidraulică în mod experimental. În laborator, așezați un eșantion de sol într-un mic recipient cilindric pentru a crea o secțiune unidimensională a solului prin care curge lichidul (de obicei apă). Această metodă este fie un test de cap constant, fie un test de cap de cădere, în funcție de starea de curgere a lichidului. Solurile cu granulație grosieră, cum ar fi nisipurile curate și pietrișurile, folosesc de obicei teste cu cap constant. Probele de cereale mai fine utilizează teste de cădere. Baza acestor calcule este Legea lui Darcy:
Unde U = viteza medie a fluidului printr-o secțiune transversală geometrică din sol; h = cap hidraulic; z = distanța verticală în sol; K = conductivitate hidraulică. Dimensiunea lui K este lungimea pe unitate de timp (I / T).
Folosiți un permeametru pentru a efectua un test cu cap constant, cel mai frecvent utilizat test pentru a determina conductivitatea hidraulică saturată a solurilor cu granulație grosieră în laborator. Se supune unui eșantion de sol cilindric cu secțiunea transversală A și lungimea L este la un flux constant de cap (H2 - H1). Volumul (V) al fluidului de testare care curge prin sistem în timpul (t), determină conductivitatea hidraulică saturată K a solului:
Utilizați testul de cădere a capului pentru a determina K-ul solurilor cu granulație fină din laborator. Conectați o coloană cilindrică de probă de sol cu suprafața secțiunii transversale (A) și lungimea (L) la o conductă verticală cu secțiunea transversală (a), în care fluidul de percolare curge în sistem. Măsurați schimbarea de cap în conducta standp (H1 la H2) la intervale de timp (t) pentru a determina conductivitatea hidraulică saturată din Legea lui Darcy: