Hydraulická vodivosť je ľahkosť, s akou sa voda pohybuje cez pórovité priestory a zlomeniny v pôde alebo hornine. Podlieha hydraulickému gradientu a je ovplyvnená úrovňou nasýtenia a priepustnosťou materiálu. Hydraulická vodivosť sa všeobecne určuje buď jedným z dvoch prístupov. Empirický prístup koreluje hydraulickú vodivosť s vlastnosťami pôdy. Druhý prístup počíta hydraulickú vodivosť pomocou experimentov.
Kde K = hydraulická vodivosť; g = gravitačné zrýchlenie; v = kinematická viskozita; C = koeficient triedenia; ƒn = funkcia pórovitosti; a de = efektívny priemer zrna. Kinematická viskozita (v) je určená dynamickou viskozitou (µ) a hustotou kvapaliny (voda) (ρ) ako:
Hodnoty C, ƒ a d závisia od metódy použitej pri analýze zrnitosti. Pórovitosť (n) je odvodená z empirického vzťahu n = 0,255 x (1 + 0,83U) kde je koeficient rovnomernosti zrna (U) daný U = d60/ d10. Vo vzorke d60 predstavuje priemer zrna (mm), v ktorom je 60 percent vzorky jemnejších ad10 predstavuje priemer zrna (mm), pre ktorý je 10 percent vzorky jemnejších.
Pre väčšinu pôdnych textúr použite Kozenyho-Carmanovu rovnicu. Toto je najpoužívanejší a najpoužívanejší empirický derivát založený na veľkosti zrna pôdy, ale nie je vhodné ho používať pre pôdy s účinnou veľkosťou zrna nad 3 mm alebo pre pôdy s hlinenou textúrou:
Hazenovu rovnicu použite pre pôdne textúry od jemného piesku po štrk, ak má pôda koeficient rovnomernosti menší ako päť (U <5) a efektívnu veľkosť zrna medzi 0,1 mm a 3 mm. Tento vzorec je založený iba na d10 veľkosť častíc, takže je menej presný ako Kozeny-Carmanov vzorec:
Použite Breyerovu rovnicu pre materiály s heterogénnou distribúciou a zle roztriedené zrná s koeficientom uniformity medzi 1 a 20 (1
Použite rovnicu amerického úradu pre rekultiváciu (USBR) pre stredne zrnitý piesok s koeficientom rovnomernosti nižším ako päť (U <5). Toto sa počíta pomocou efektívnej veľkosti zrna d_20 a nezávisí to od pórovitosti, takže je menej presné ako iné vzorce:
Na experimentálne odvodenie hydraulickej vodivosti použite rovnicu založenú na Darcyho zákone. V laboratóriu umiestnite vzorku pôdy do malej valcovitej nádoby, aby ste vytvorili jednorozmerný prierez pôdy, cez ktorý preteká kvapalina (zvyčajne voda). Touto metódou je buď test s konštantnou hlavou, alebo test s padajúcou hlavou v závislosti od stavu prietoku kvapaliny. Hrubozrnné pôdy, ako sú čisté piesky a štrky, zvyčajne používajú testy s konštantnou hlavou. U jemnejších vzoriek zrna sa používajú testy s padajúcou hlavou. Základom pre tieto výpočty je Darcyho zákon:
Kde U = priemerná rýchlosť kvapaliny cez plochu geometrického prierezu v pôde; h = hydraulická hlava; z = vertikálna vzdialenosť v pôde; K = hydraulická vodivosť. Rozmer K je dĺžka za jednotku času (I / T).
Na vykonanie testu s konštantnou hlavou, ktorý sa najčastejšie používa na stanovenie nasýtenej hydraulickej vodivosti hrubozrnných pôd v laboratóriu, použite permeameter. Valcovaná vzorka pôdy s prierezovou plochou A a dĺžkou L sa podrobí konštantnému hlavovému prúdu (H2 - H1). Objem (V) testovanej kvapaliny, ktorá preteká systémom v čase (t), určuje nasýtenú hydraulickú vodivosť K pôdy:
Použite test padajúcej hlavy na stanovenie K jemnozrnných pôd v laboratóriu. Pripojte valcovú kolónu so vzorkou pôdy s prierezovou plochou (A) a dĺžkou (L) k zvodidlu s prierezovou plochou (a), v ktorom preteká tekutina do systému. Zmerajte zmenu výšky tlaku v stúpacej trubici (H1 až H2) v časových intervaloch (t), aby ste určili nasýtenú hydraulickú vodivosť podľa Darcyho zákona: