土壌の透水性：定義とダルシーの法則

透水性（とうすいせい、英語: permeability）とは、土壌や岩石などの多孔質媒体が内部の空隙を通じて水を通す性質を指します。この性質は土質力学や土壌物理学において極めて重要であり、ダム、堤防、井戸などの土中構造物の設計や地下水流動の解析において不可欠な指標となります。

ダルシーの法則

土壌中の水の流れを記述する基礎的な関係式として、ダルシーの法則が用いられます。1856年にヘンリー・ダルシーが濾過砂を用いた実験から導き出したこの法則は、層流状態において成立します。式は以下の通りです。

v = k × i

ここで、vは浸透流速（単位面積あたりの流量）、kは透水係数、iは動水勾配（2点間の水頭差を距離で割った値）を表します。なお、実際の水分子の移動速度である「実流速」は、浸透流速を空隙率で除した値となります。

透水係数

透水係数（hydraulic conductivity）は、土壌の水の通しやすさを示す指標です。値が大きいほど水を通しやすく、小さいほど通しにくいことを意味します。土質の種類によってその値は大きく異なり、一般に礫や砂は透水性が高く、粘土は不透水に近い性質を示します。ただし、粘土の透水性は堆積環境や微細構造に強く依存するため、一律のパラメータで表現することは困難です。