滲流

滲流理論在水利、土建、給水排水、環境保護、地質、石油、化工等許多領域都有廣泛的應用。在水利工程中，最常用的滲流問題有：土壤及透水地基上水工建築物的滲漏及穩定，水井、集水廊道等集水建築物的設計計算，水庫及河渠邊岸的側滲等等。這些滲流問題，就其水力學方面看，應注意以下問題：

一、確定滲流流量；

二、確定浸潤線的位置；

三、確定滲透壓強和滲透壓力；

四、確定滲透流速。

液體在多孔介質中的流動。天然多孔介質包括土體和岩層等多孔性和裂隙性介質。

水利工程中有很多方面涉及滲流。例如水工建築物的透水地基中以及與建築物連接的岩層或土體中的繞滲及滲流、擋水土壩中的滲流、灌溉抽水或施工排水時在地層中引起的滲流等。主要研究的滲流問題是：滲流區域內的水頭或地下水位的分佈、滲流量的確定、滲流作用於建築物基底上的力、滲流速度分佈及其引起的土體結構變形等。

由於作為滲流通道的孔隙尺寸微小但數量眾多，且表面積很大，所以滲流阻力較大，滲流流動速度較慢，因而慣性力和動能往往可以不計。

滲流的基本定律是1856年法國工程師H.-P.-G.達西由實驗總結而得的達西定律，即：v=Q/A=kJ式中v為斷面平均流速；u為點流速；Q為滲透流量；A為斷面面積;k為土體滲透係數，與土體及水的性質有關,J為水力坡降。公式表明滲流水力坡度與流速的一次方成比例，所以達西定律又稱為線性滲流定律。達西定律成立的條件是：土體骨架不變形，流態為不可壓縮牛頓流體的層流滲流。

滲流問題的解法有：解析法(包括直接求解微分方程組、平面問題的複變函數解及一維漸變滲流的分析法)、數值法(有限差分法、有限單元法、邊界元法等)、圖解法(流網法)及實驗法（包括砂模型及各種比擬模型──電比擬、熱比擬等）。

滲流也可呈紊流流態，可用滲流雷諾來判別。式中v為滲流斷面平均流速；d為土體顆粒的有效粒徑;ν為液體運動粘性係數。達西定律適用的層流滲流的雷諾數上限值變化範圍約為 1～10。大於此上限的稱為非線性滲流，其水力坡度與流速的關係可一般地表示為J=αu+βu2。式中α、β為待定係數，由實驗確定；u為滲流流速。