토양환경기술사시험자료집 - 지하수일반/지하수오염 및 정화(05)

※ Darcy의 법칙

 

1. 정의

      (1) 포화대의 지하수유동방정식으로서 '지하수의 흐름속도는 수두구배에 비례한다'는 

           경험법칙이다.

      (2) 프랑스의 Henry Darcy가 모래층을 통과하는 지하수흐름실험에서 발견한 법칙인데, 

           '유체로  포화된 다공질매체를 통과하는 유량(Q)은 흐름의 상하류 단면에서 수두차(h)와 

           유체의 흐름 단면적(A)에 비례하고, 통과하는 매체내 유동거리에 반비례한다'는 법칙.

 

               Q = K × A × h / L

 

2. 적용조건

      (1) 지하수의 흐름은 층류(Laminar Flow)일 것.

      (2) 지층은 적절한 범위의 투수성(Permeability)을 가질 것.

      (3) 유속 즉 수두구배(Gradient)가 있을 것.

 

3. 공식유도 

            유량(Q)은 수두차(Δh)와 통과단면적(A)에 비례하고 통과길이(L)에 반비례한다.

              Q  =  -  A K × Δh/L

               q  =  -  K × dh/dl

 

                                Q : 유량[L3/T]

                                K : 수리전도도[L/T]

                                A : 단면적[L2 ]

                                Δh : 수두차[L]

                                L : 길이[L]

                                q(Darcy Velocity) : 단위 단면적당 단위시간에 흐르는 물의 부피[ L3/L2T = L/T]