Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty. Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty.
Przejdź do treści

Prawo Darcy'ego - kalkulator filtracji w gruncie

Oblicz gradient hydrauliczny i, prędkość filtracji v oraz przepływ Q. Możesz też wyznaczyć współczynnik filtracji k z próby stałego naporu albo z podanego przepływu.

Dane do obliczeń

Model zakłada nasycony, jednowymiarowy i ustalony przepływ w zakresie, w którym obowiązuje liniowe prawo Darcy'ego. Wynik przelicza się automatycznie.
Q • k • i
Przepływ z prawa Darcy'ego
m²
m
m
%
Jeśli ją podasz, kalkulator oszacuje średnią liniową prędkość wody w porach vs = v/ne. Użyj porowatości efektywnej, nie całkowitej, jeśli ją znasz.

Wynik

Przepływ Q
—
Uzupełnij dane.
Gradient hydrauliczny i
—
Prędkość Darcy'ego v
—
Współczynnik k
—
Przepływ dobowy
—
Interpretacja:
Uzupełnij dane.
Wynik dotyczy prostego modelu przepływu zgodnego z prawem Darcy'ego.

Zostań w temacie i policz dalej

Prawo Darcy'ego łączy współczynnik filtracji, gradient i przepływ. Kolejne kroki dotyczą wyznaczenia k oraz wpływu filtracji na naprężenia.

Prawo Darcy'ego - podstawowy wzór

Dla ustalonego przepływu przez grunt natężenie przepływu Q jest proporcjonalne do współczynnika filtracji k, gradientu hydraulicznego i oraz pola przekroju A.

Q = k · i · A

Gradient hydrauliczny jest stosunkiem różnicy wysokości hydraulicznej do długości drogi filtracji:

i = Δh / L

Prędkość Darcy'ego, czyli przepływ przypadający na całe pole przekroju próbki, wynosi v = Q/A = k·i.

Jak wyznaczyć k z próby stałego naporu?

Jeżeli przez próbkę o polu A i długości L przepłynęła objętość V w czasie t przy stałej różnicy naporu Δh, można przekształcić prawo Darcy'ego:

k = (V · L) / (A · t · Δh)

Tryb laboratoryjny używa cm³, cm², cm i sekund, dlatego bezpośredni wynik k otrzymujesz w cm/s. Kalkulator pokazuje go również w m/s. Jest to wartość w warunkach badania; do raportowania k w temperaturze odniesienia 20°C potrzebna jest korekta zależna od lepkości wody.

Ciekawostka

Współczynnik filtracji nie jest wyłącznie „cechą ziaren”. Zależy od struktury porów, zagęszczenia i stanu gruntu, a także od właściwości przepływającej cieczy. Dlatego próbki tego samego materiału mogą mieć różne k po zmianie zagęszczenia.

Prędkość Darcy'ego a prędkość w porach

Wartość v = k·i odnosi się do całego pola przekroju, także części zajętej przez ziarna. Jeśli znasz porowatość efektywną ne, średnią liniową prędkość wody w przestrzeni porowej można oszacować jako:

vs ≈ v / ne

Do wzoru należy wstawić ne jako ułamek, np. 35% = 0,35. Porowatość całkowita może obejmować pory, które nie uczestniczą skutecznie w przepływie.

Kiedy model jest zbyt prosty?

Prawo Darcy'ego jest podstawą wielu obliczeń filtracji, ale ten kalkulator nie modeluje sieci przepływu, anizotropii ani zmian k w przestrzeni.

Ograniczenie: narzędzie zakłada nasycony, ustalony i jednowymiarowy przepływ, stały współczynnik k oraz zakres przepływu, w którym zależność Darcy'ego pozostaje liniowa. Nie jest modelem przepływu nienasyconego ani zaawansowanej analizy filtracji.

Wskazówka od KalkulatorXXL

Najpierw sprawdź jednostki. W prawie Darcy'ego łatwo pomieszać cm/s z m/s albo cm² z m². W trybie laboratoryjnym trzymaj cały zestaw długości w centymetrach; w trybie przepływu kalkulator używa SI.

Zadania z prawa Darcy'ego i filtracji

Najpierw policz samodzielnie. Potem odsłoń rozwiązanie krok po kroku.

1

Przepływ przez warstwę gruntu

Dane: k = 2·10−4 m/s, Δh = 1,2 m, L = 3,0 m, A = 0,50 m². Oblicz i, v i Q.

2

Próba stałego naporu

Przez próbkę przepłynęło 600 cm³ wody w czasie 120 s. Długość próbki L = 20 cm, pole A = 40 cm², różnica naporu Δh = 25 cm. Wyznacz k.

Dla studentów: schemat rozwiązania zadania z filtracji

1. Wypisz dane
Wypisz k, Δh, L i A albo dane z permeametru. Kontrola: nie mieszaj cm i m w jednym wzorze.
2. Policz gradient
Oblicz i = Δh/L. Kontrola: gradient i jest bezwymiarowy.
3. Wyznacz prędkość Darcy'ego
Dla znanego k policz v = k·i. Kontrola: v ma tę samą jednostkę długości/czas co k.
4. Policz przepływ
Oblicz Q = v·A. Kontrola: m/s · m² = m³/s.
5. Próba stałego naporu
Użyj k = VL/(AtΔh). Kontrola: przy cm³, cm² i cm wynik będzie w cm/s.
6. Zapisz założenia
Podaj warunki modelu. Przepływ ustalony, jednowymiarowy, stałe k.

Co oznacza duże lub małe k?

Duże k oznacza, że woda może łatwiej przepływać przez ośrodek przy tym samym gradiencie hydraulicznym. Małe k oznacza znacznie słabszą przewodność hydrauliczną.

Nie należy jednak klasyfikować gruntu wyłącznie na podstawie jednego wyniku k bez uwzględnienia sposobu badania, zagęszczenia, uziarnienia i warunków próbki.

FAQ - prawo Darcy'ego i filtracja w gruncie

Dla prostego przepływu Q = k·i·A, gdzie k jest współczynnikiem filtracji, i gradientem hydraulicznym, a A polem przekroju przepływu.

Gradient hydrauliczny jest ilorazem różnicy wysokości hydraulicznej Δh i długości drogi filtracji L: i = Δh/L.

Dla objętości V zebranej w czasie t stosuje się k = V·L/(A·t·Δh), przy zachowaniu spójnych jednostek.

Prędkość Darcy"ego v = Q/A odnosi przepływ do całego pola przekroju. Średnia prędkość w przestrzeni porowej jest większa i w prostym przybliżeniu można ją oszacować jako v/n.

Nie. Jest stosunkiem dwóch długości, dlatego jest wielkością bezwymiarową.

Wartość w cm/s należy podzielić przez 100. Przykładowo 0,1 cm/s = 0,001 m/s.

Nie. Tryb laboratoryjny dotyczy prostego badania ze stałym naporem. Próba ze zmiennym naporem wymaga innej zależności.

Kalkulator zakłada zakres, w którym liniowa zależność Darcy"ego jest właściwym modelem. Nie analizuje przepływu turbulentnego ani innych efektów nieliniowych.

Nie. Współczynnik k zależy m.in. od uziarnienia, struktury porów, zagęszczenia i warunków badania, dlatego powinien być interpretowany razem z pozostałymi danymi.

Tak. Obsługuje typowe zadania z Q = k·i·A oraz wyznaczanie k w próbie stałego naporu. W sekcji dla studentów znajduje się też schemat rozwiązania.

Ostatnia aktualizacja: 06.10.2026