Что такое коэффициент фильтрации?
Коэффициент фильтрации (K) показывает, насколько легко вода проходит сквозь пористую среду — грунт, песок, гравий или трещиноватую породу. Это ключевой параметр в гидрогеологии, геотехнике и при инженерно-экологических изысканиях. Высокое значение K (например, у чистого гравия) означает свободное движение воды, а низкое (например, у глины) — затруднённую фильтрацию. Этот калькулятор определяет K по результатам опыта на проницаемость с постоянным напором, опираясь на закон Дарси.
Формула
Согласно закону Дарси, коэффициент фильтрации равен:
$$K = \frac{Q \cdot L}{A \cdot \Delta h}$$
где Q — объёмный расход воды (м³/с), L — длина образца грунта вдоль направления потока (м), A — площадь поперечного сечения, перпендикулярного потоку (м²), а Δh — перепад напора (потеря гидравлического напора) на образце (м). Результат K имеет размерность скорости (м/с).
Как пользоваться калькулятором
Введите измеренный расход воды, длину образца, площадь его поперечного сечения и перепад напора между входом и выходом. Калькулятор выдаст K в м/с и для удобства переведёт значение в м/сут. Убедитесь, что все исходные данные заданы в согласованных единицах СИ.
Пример расчёта
Пусть Q = 0,0001 м³/с, L = 0,5 м, A = 0,01 м² и Δh = 1,0 м. Тогда $$K = \frac{0{,}0001 \times 0{,}5}{0{,}01 \times 1{,}0} = \frac{0{,}00005}{0{,}01} = 0{,}005 \text{ м/с}.$$ Умножив на 86 400 секунд в сутках, получаем 432 м/сут — что характерно для крупного песка.
Частые вопросы
Какие единицы измерения использовать? Применяйте единицы СИ: м³/с для расхода и метры для длины, площади и напора. Тогда K получится в м/с.
Какие значения K считаются типичными? Гравий: \(10^{-2}\)–1 м/с; песок: \(10^{-5}\)–\(10^{-2}\); ил и пылеватые грунты: \(10^{-9}\)–\(10^{-5}\); глина: ниже \(10^{-9}\) м/с.
Это то же самое, что проницаемость? Нет. Внутренняя (абсолютная) проницаемость зависит только от свойств самой среды, тогда как коэффициент фильтрации зависит ещё и от плотности и вязкости жидкости (то есть от свойств воды).
