■Darcy's Law■
地下水の学問で一番基礎になっているのが、Darcy's Law です。1856年に、Henry Darcy は、下図に示す様な実験を行っています。
Darcy は、実験装置内を流れる流量(Q)について、次の事柄を学んでいます。
1 | 水が流れる砂の断面積(A)に比例する。 |
2 | 水頭差(h1-h2)に比例する。 |
3 | Tube の長さ(L)に反比例する。 |
上の事柄をまとめると、次の式に到達する。
ここに、Kは Hydraulic conductivityで、単位は[L/T]です。
この実験装置の Pitot tube を垂直に保ったまま、砂の入った筒を様々な角度へ回転しても、水頭差が変わらない限り、流量(Q)は不変であることも後で確認されています。
Darcyの実験で明らかになったことは、当然ですが、地下水は水頭の高い位置から低い位置へ流れるということです。この現象は、前にも説明した温度と熱、電圧と電流等の関係と同じです。つまり、Darcy's Lawは、熱の流れのを表す Fourier's lawと同じ関係にあるといえます。
つづく
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