Закон фильтрации. 
Гидравлика, водоснабжение и канализация

Закон фильтрации был установлен Дарси в 1856 г. на основании результатов проведенных им экспериментов с песчаным грунтом при изменении пьезометрических уклонов от 1,5 до 18. Позднее этот закон получил и теоретическое подтверждение. Закон Дарси может быть выражен формулой.

(177).

где х — скорость фильтрации; к_ф — коэффициент фильтрации, характеризующий фильтрационную способность грунта; обычно значение к_ф определяют опытным путем; J — гидравлический градиент грунтового потока (пьезометрический уклон).

Из рассмотрения зависимости (177) можно заключить, что коэффициент фильтрации представляет собой скорость фильтрации при единичном уклоне.

Расход фильтрационного потока может быть выражен такой зависимостью.

Q =, (178).

где щ — площадь живого сечения, нормального к направлению движения.

В 1857 г. французский ученый Дюпюи, основываясь на законе Дарси и дав этому закону некоторое теоретическое обоснование, рассмотрел случай движения фильтрационного потока со свободной поверхностью при горизонтальном подстилающем слое и получил известное уравнение кривой депрессии (рис. 46):

(179).

где q — расход грунтового потока, приходящийся на единицу его ширины; h₁, и h₂ — глубины грунтового потока в сечениях I-I и II-II; l — горизонтальное расстояние между сечениями I-I и II-II.

Рис. 47 Схема притока грунтовых вод к колодцу

Рис. 46 Схема к выводу уравнения кривой депрессии

Зависимости (177)-(179) позволяют решать многие практические задачи, связанные с фильтрацией в водопроницаемых грунтах. В последующем изложении будет показано несколько случаев использования указанных формул.