ダーシーの法則 計算ツールの使い方
ダーシーの法則 計算ツールは、多彩な単位入力に対応し、地下水流動や浸透流量の計算を直感的に行えるオンラインツールです。
- 計算モードを選択 — 流量 Q の算出、または透水係数 k、断面積 A、水頭差 Δh、通水路長 L の逆算の5つのモードから選択します。
- 既知のパラメータを入力 — 選択したモードに応じて数値を入力し、単位を選択します（透水係数 k: m/s, cm/s, m/日, ft/日； 面積: m², cm², ft²； 長さ: m, cm, ft； 流量: m³/s, m³/日, L/s, ft³/s）。
- 計算結果を確認 — ダーシーの法則 計算ツールが指定した単位およびSI基本単位での算出結果、動水勾配 i、ダーシー流速 q を即座に表示します。
- 代入過程と単位換算を確認 — 計算式・値の代入・SI単位換算パネルで計算プロセスの詳細を確認できます。
計算式と理論 — ダーシーの法則の基本構造
本計算ツールは、飽和多孔質媒体中の層流に関するダーシーの経験則に基づいています：
$$Q = \frac{k \cdot A \cdot \Delta h}{L}$$
| 記号 | 説明 | SI単位 |
|---|---|---|
| Q | 体積流量（浸透流量） | m³/s |
| k | 透水係数 | m/s |
| A | 流れに垂直な断面積 | m² |
| Δh | 水頭差（全水頭の損失） | m |
| L | 通水路長（流路長） | m |
派生量
動水勾配（水力勾配）：
$$i = \frac{\Delta h}{L}$$
ダーシー流速（比排出量）：
$$q = \frac{Q}{A} = k \cdot i$$
本ツールのダーシーの法則 計算機能は、公式の5通りの変形に対応しており、任意の1つの未知数を残りの4つの条件から導出できます。
逆算フォーミュラ一覧
| 求めたい項目 | 計算式 |
|---|---|
| 透水係数 (k) | k = Q × L / (A × Δh) |
| 断面積 (A) | A = Q × L / (k × Δh) |
| 水頭差 (Δh) | Δh = Q × L / (k × A) |
| 通水路長 (L) | L = k × A × Δh / Q |
ダーシーの法則 計算ツールの活用分野
ダーシーの法則 計算ツールは、以下のような広範な専門分野で活用されています：
- 地下水水文学・環境水理学 — 帯水層の揚水量や流出量、層間滲出流の評価、井戸の解析。
- 土質力学・土木工学 — アースダム、盛土、擁壁背面からの浸透流計算や安定性評価、盛土フィルター設計。
- 土壌学・農業工学 — 現場透水試験や室内透水試験による飽和透水係数の算定と評価。
- 環境エンジニアリング — 土壌中における汚染物質移動モデルの構築、浄化対策・地下水揚水浄化システムの設計。
- 建築・基盤排水 — 地下構造物の排水工法設計、水抜き工の検討、地下水低下工法（ディープウェル等）の予備試算。
実験室での透水試験データ整理から、実大規模の帯水層評価まで、ダーシーの法則 計算ツールをぜひご活用ください。