วิธีการคำนวณค่าการนำไฟฟ้าไฮดรอลิก

โดยที่ K = การนำไฮดรอลิก g = ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง v = ความหนืดจลนศาสตร์; C = สัมประสิทธิ์การคัดแยก; ƒ_น = ฟังก์ชันความพรุน; และ d_อี = เส้นผ่านศูนย์กลางเกรนที่มีประสิทธิภาพ ความหนืดจลนศาสตร์ (v) ถูกกำหนดโดยความหนืดไดนามิก (µ) และความหนาแน่นของของเหลว (น้ำ) (ρ) เป็น:

ค่าของ C, ƒ และ d ขึ้นอยู่กับวิธีการที่ใช้ในการวิเคราะห์ขนาดเกรน ความพรุน (n) มาจากความสัมพันธ์เชิงประจักษ์ n=0.255 x (1+0.83^ยู) โดยที่ค่าสัมประสิทธิ์ความสม่ำเสมอของเมล็ดพืช (U) ถูกกำหนดโดย U=d₆₀/d₁₀. ในตัวอย่าง d₆₀ หมายถึงเส้นผ่านศูนย์กลางเกรน (มม.) ซึ่ง 60 เปอร์เซ็นต์ของตัวอย่างมีความละเอียดมากกว่าและ d₁₀ หมายถึงเส้นผ่านศูนย์กลางของเกรน (มม.) ซึ่ง 10 เปอร์เซ็นต์ของตัวอย่างนั้นละเอียดกว่า

ใช้สมการ Kozeny-Carman สำหรับพื้นผิวดินส่วนใหญ่ นี่เป็นอนุพันธ์เชิงประจักษ์ที่ยอมรับและใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดโดยพิจารณาจากขนาดของเมล็ดในดิน แต่ไม่เหมาะสำหรับดินที่มีขนาดเกรนที่มีประสิทธิภาพสูงกว่า 3 มม. หรือสำหรับดินที่มีพื้นผิวเป็นดินเหนียว:

ใช้สมการ Hazen สำหรับพื้นผิวดินตั้งแต่ทรายละเอียดไปจนถึงกรวด หากดินมีค่าสัมประสิทธิ์ความสม่ำเสมอน้อยกว่า 5 (U<5) และขนาดเกรนที่มีประสิทธิภาพระหว่าง 0.1 มม. ถึง 3 มม. สูตรนี้มีพื้นฐานมาจาก d. เท่านั้น₁₀ ขนาดอนุภาคจึงแม่นยำน้อยกว่าสูตร Kozeny-Carman:

ใช้สมการ Breyer สำหรับวัสดุที่มีการกระจายตัวต่างกันและเมล็ดที่คัดแยกได้ไม่ดีโดยมีค่าสัมประสิทธิ์ความสม่ำเสมอระหว่าง 1 ถึง 20 (1

ใช้สมการ U.S. Bureau of Reclamation (USBR) สำหรับทรายเม็ดกลางที่มีค่าสัมประสิทธิ์ความสม่ำเสมอน้อยกว่า 5 (U<5) คำนวณโดยใช้ขนาดเกรนที่มีประสิทธิภาพ d_20 และไม่ขึ้นอยู่กับความพรุน ดังนั้นจึงแม่นยำน้อยกว่าสูตรอื่นๆ:

ใช้สมการตามกฎของดาร์ซีเพื่อหาค่าการนำไฟฟ้าไฮดรอลิกจากการทดลอง ในห้องปฏิบัติการ วางตัวอย่างดินในภาชนะทรงกระบอกขนาดเล็กเพื่อสร้างหน้าตัดของดินแบบมิติเดียวที่ของเหลว (โดยปกติคือน้ำ) ไหลผ่าน วิธีนี้เป็นการทดสอบแบบคงที่หรือแบบทดสอบการตกโดยขึ้นอยู่กับสถานะการไหลของของเหลว ดินที่มีเนื้อหยาบ เช่น ทรายและกรวดที่สะอาด มักใช้การทดสอบแบบคงที่ ตัวอย่างเมล็ดพืชที่ละเอียดกว่านั้นใช้การทดสอบแบบล้มหัว พื้นฐานสำหรับการคำนวณเหล่านี้คือกฎของดาร์ซี:

โดยที่ U = ความเร็วเฉลี่ยของของไหลผ่านพื้นที่หน้าตัดทางเรขาคณิตภายในดิน ชั่วโมง= หัวไฮดรอลิก z= ระยะทางแนวตั้งในดิน K= การนำไฮดรอลิก มิติของ K คือความยาวต่อหน่วยเวลา (I/T)

ใช้เพอร์มิมิเตอร์เพื่อทำการทดสอบแบบคงที่ที่ส่วนหัว ซึ่งเป็นการทดสอบที่ใช้บ่อยที่สุดในการพิจารณาค่าการนำไฟฟ้าไฮดรอลิกที่อิ่มตัวของดินเนื้อหยาบในห้องปฏิบัติการ วัตถุตัวอย่างดินทรงกระบอกของพื้นที่หน้าตัด A และความยาว L คือการไหลที่ส่วนหัวคงที่ (H2 - H1) ปริมาตร (V) ของของไหลทดสอบที่ไหลผ่านระบบในช่วงเวลา (t) กำหนดค่าการนำไฟฟ้าไฮดรอลิกอิ่มตัว K ของดิน:

ใช้การทดสอบ Falling-head เพื่อกำหนด K ของดินเนื้อละเอียดในห้องปฏิบัติการ เชื่อมต่อคอลัมน์ตัวอย่างดินทรงกระบอกของพื้นที่หน้าตัด (A) และความยาว (L) กับขาตั้งท่อของพื้นที่หน้าตัด (a) ซึ่งของเหลวที่ซึมเข้าสู่ระบบ วัดการเปลี่ยนแปลงของส่วนหัวในขาตั้ง (H1 ถึง H2) ตามช่วงเวลา (t) เพื่อกำหนดค่าการนำไฟฟ้าไฮดรอลิกที่อิ่มตัวจากกฎของดาร์ซี: