മണ്ണിന്റെ കേശികതയും പാരഗമ്യതയും

കാപിലാരിറ്റി

കാപിലാരിറ്റിയുടെ പ്രതിഭാസം

ഒരു ഇടുങ്ങിയ ഗ്ലാസ് നാളം നിലച്ചുനിൽക്കുന്ന പ്രവാഹരഹിത ജലമുള്ള പാത്രത്തിൽ മുക്കിയാൽ, നാളത്തിലെ വെള്ളം പാത്രത്തിലെ N നിലവാരത്തേക്കാൾ മുകളിലേക്ക് hk ഉയരത്തിൽ ഉയരും, നാളത്തിനകത്തെ ജലോപരിതലം m എന്ന മെനിസ്‌കസ് രൂപപ്പെടുത്തും (ചിത്രം 1_a_). നാളം കൂടുതൽ ഇടുങ്ങിയതായിരിക്ക ככל, ജലത്തിന്റെ ക്യാപിലറി ഉയർച്ചയുടെ hk ഉയരം അത്ര കൂടുതലായിരിക്കും.

ജലത്തിന്റെ കാപില്ലറി ഉയർച്ച മെനിസ്‌കസിന്റെ m എന്ന ഉയർത്തുന്ന ബലത്തിനു ചുമത്തപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഇത് ജലമോളിക്യൂളുകളും ഗ്ലാസും തമ്മിലുള്ള അന്തർമോളികുലാർ ആകർഷണബലങ്ങളാലും, ഇടുങ്ങിയ നാളത്തിന്റെ മതിലുകളും ജലത്തിന്റെ ഉപരിതലവും തമ്മിലുള്ള ഉപരിതല വലിച്ചിഴയ്‌പ്പുകളാലും വിശദീകരിക്കപ്പെടുന്നു.

ഗ്ലാസ് ട്യൂബിന്റെ മതിലിന്റെയും വെള്ളത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിന്റെയും സ്പർശസ്ഥാനത്ത്, മെനിസ്കസ് m ന്റെ ഉപരിതലത്തോടുള്ള സ്പർശരേഖയുടെ ദിശയിൽ ക്യാപിലറി ബലം R പ്രവർത്തിക്കുന്നു; ഇത് ദൈർഘ്യ യൂണിറ്റിന് തൂക്ക യൂണിറ്റായി, p/cm ൽ രേഖപ്പെടുത്തുന്നു. R ബലത്തെ മതിൽ ഉപരിതലത്തിനോട് സമാന്തരമായ J എന്ന ഘടകമായും മതിലിനോട് ലംബമായ P എന്ന ഘടകമായും വിഭജിക്കുമ്പോൾ, മെനിസ്കസിന്റെ ഉയർത്തുന്ന ബലം ലഭിക്കുന്നു (ചിത്രം 1_a_): J = R cosα.

ബലം R മതിലിന്റെ ഉപരിതലത്തോട് ഉണ്ടാക്കുന്ന α കോണിനെ ക്യാപിലാരിറ്റി കോണം എന്നു വിളിക്കുന്നു, അതിന്റെ മൂല്യം 0 മുതൽ 90O വരെ മാറുന്നു. ക്യാപിലറി ട്യൂബിലെ വെള്ളവും അതിന്റെ മതിലുകളും പൂർണ്ണമായി വൃത്തിയുള്ളതായാൽ, α=0 ആയിരിക്കും, മെനിസ്കസിന്റെ ഉപരിതലം അർധവൃത്താകൃതിയിലായിരിക്കും, ഉയർത്തുന്ന ബലം J = R പരമാവധിയായിരിക്കും (ചിത്രം 1_b_). വെള്ളത്തിൽ കൊഴുപ്പുകളോ ജൈവ ആസിഡുകളോ ഉണ്ടെങ്കിൽ, അല്ലെങ്കിൽ മതിലുകൾ എണ്ണക്കരമായാൽ, α = 90°, മെനിസ്കസ് രൂപപ്പെടുകയില്ല, അതുപോലെ വെള്ളത്തിന്റെ ക്യാപിലറി ഉയർച്ചയും ഉണ്ടാകില്ല.

ചിത്രം 1. Kapilarne ശക്തികളുടെയും ജലത്തിന്റെ കാപിലറി ഉയർച്ചയും പ്രവർത്തനവും

ഉയർത്തുന്ന ബലം J = R cos α സമതുല്യതാ നിബന്ധനയിൽ നിന്ന് ലഭിക്കുന്നു; അതനുസരിച്ച് മെനിസ്കസിന്റെ മുഴുവൻ പരിതലത്തിലും, അഥവാ അർദ്ധവ്യാസം r ഉള്ള ക്യാപിലറി ട്യൂബിൽ, മൊത്തം ഉയർത്തുന്ന ബലം J ഉയരം h__ₖ ഉള്ള ജലസ്തംഭത്തെ നിലനിര്‍ത്തുന്നു:

R cos α · 2π_r_ = π_r_² h__ₖ γ__w

എവിടെ γ__w ജലത്തിന്റെ ഘനഭാരം ആണ്.

മുൻസമവാക്യത്തിൽ നിന്ന് നമുക്ക് ഉയർത്തുന്ന ക്യാപിലറി ബലം ലഭിക്കുന്നു:

R cos α = (r · h__ₖ · γ__w) / 2

അഥവാ ക്യാപിലറി ഉയർച്ചയുടെ ഉയരം:

h__ₖ = (2_R_) / (r · γ__w) · cos α  [cm].

ചൂടുള്ള ക്യാപിലറി വെള്ളം, കൂടുതലുള്ള സാന്ദ്രത കാരണം, തണുത്ത വെള്ളത്തേക്കാൾ ക്യാപിലറി നളത്തിൽ കൂടുതൽ ഉയരത്തിലേക്ക് ഉയരുന്നു. അതിനാൽ ക്യാപിലറി ഉയർച്ചയുടെ അതേ ഉയരത്തിനായി h__ₖ ഉയർത്തുന്ന ബലം R cos α ചൂടുള്ള ക്യാപിലറി വെള്ളത്തിനായി തണുത്തതിനേക്കാൾ കുറവാണ്. വെള്ളത്തിന്റെ വ്യത്യസ്ത താപനിലകൾ t സംബന്ധിച്ച നടത്തി കഴിഞ്ഞ പരീക്ഷണങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, ഒരേ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഉയർത്തുന്ന ബലം R cos α ന്റെ താഴെപ്പറയുന്ന മൂല്യങ്ങൾ ലഭിച്ചു:

t =

0°

10°

20°

40°

R cos α = 

  0,0756

  0,0742

  0,0727

  0,0695 p/cm

ക്യാപിലറി നാളത്തിലെ വെള്ളം വലിവിൽ ആണ്, കാരണം R cos α എന്ന ബലം അതിനെ മുകളിലേക്ക് ഉയർത്തുന്നു, എന്നാൽ ഗുരുത്വാകർഷണ ബലം അതിനെ താഴേക്ക് വലിക്കുന്നു. എന്നാൽ ക്യാപിലറി നാളത്തിന്റെ മതിലുകൾ ക്യാപിലറി ബലം _R_യുടെ സ്വാധീനത്തിൽ സമ്മർദ്ദത്തിലാണു.

മണ്ണിലെ ക്യാപിലാരിറ്റി

മണ്ണിലും കാപിലാരിറ്റി നിലനില്ക്കുന്നു; അവിടെ കാപിലറി നാളികകൾ, പരസ്പരം എല്ലാ ദിശകളിലും ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന രന്ധ്രങ്ങളെ രൂപീകരിക്കുന്നു. മണ്ണ് എത്ര കൂടുതൽ ചെറുതണികകളുള്ളതായിരിക്കുമോ, അത്രയും രന്ധ്രങ്ങൾ ചെറുതാകും, കാപിലറി ഉയർച്ചയും കൂടുതലായിരിക്കും. ഈ ഉയരം മണ്ണിന്റെ ഘടനയിലും ആശ്രയിക്കുന്നു. എങ്കിലും മണ്ണിലെ രന്ധ്രങ്ങൾ വ്യത്യസ്ത വലിപ്പത്തിലുള്ളവയായിരിക്കാം; അത്തരത്തിൽ കാപിലറി ഉയർച്ചയുടെ ഉയരവും വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും. കാപിലറി ജലം ഉയർന്നുവരുമ്പോൾ “വിസ്തൃതമായ ഇടങ്ങൾ” വരെ, അഥവാ ഉയർന്നെത്തിയ ഉയരത്തിൽ ഇടുങ്ങിയ രന്ധ്രത്തിന്റെ വ്യാസത്തിന് അനുയോജ്യമായ ഉയർത്തുന്ന ബലത്തേക്കാൾ വലിയ ഒരു രന്ധ്രം വരെ എത്തുകയാണെങ്കിൽ, പിന്നീടുള്ള കാപിലറി ഉയർച്ച ആ വലിയ രന്ധ്രത്തിന്റെ വലിപ്പത്തെ ആശ്രയിക്കുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ഏറ്റവും വലിയ രന്ധ്രങ്ങളെ ആശ്രയിക്കുന്ന സജീവ കാപിലറി ഉയർച്ചാ ഉയരം h__ₖₐ നമുക്കുണ്ട്. മറുവശത്ത്, ഭൂഗർഭജലനില താഴുന്ന സമയത്ത് മുകളിൽ നിന്ന് താഴേക്ക് ഇറങ്ങുന്ന കാപിലറി ജലം “ഇടുങ്ങിയ ഇടങ്ങൾ” നേരിടുമ്പോൾ, അത് ആ ആഴത്തിൽ തന്നെ നിലനിൽക്കും; ഇനി താഴേക്ക് ഇറങ്ങുകയില്ല. അത്തരത്തിൽ, ഏറ്റവും ചെറിയ രന്ധ്രങ്ങളെ ആശ്രയിക്കുന്ന നിഷ്ക്രിയ കാപിലറി ഉയരം h__ₖₚ നമുക്കുണ്ട്.

മണ്ണിന്റെ പൊരോസിറ്റിയും ഘടനയും അനുസരിച്ച് _അടച്ച_യും തുറന്ന ക്യാപിലറി വെള്ളവും വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു.

അടഞ്ഞ ക്യാപിലറി വെള്ളം ഭൂഗർഭജലത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തോടു ബന്ധപ്പെട്ടു നിൽക്കുന്നു, ഉയരുന്നതിനിടെ അതിനു മുന്നിലുള്ള വായുവിനെ മണ്ണിന്റെ മുകളിലുള്ള മേഖലയിലേക്കു തള്ളുന്നു. അതിന്റെ ഫലമായി മുകളിലെ മേഖലയിലെ വായുവിന്റെ അളവ് വർധിക്കുകയും, അതോടെ ആ മേഖലയുടെ രന്ധ്രങ്ങളിലെ വായുമർദ്ദവും കൂടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇങ്ങനെ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന വായുമർദ്ദം ക്യാപിലറി ഉയർച്ചയെ പ്രതിരോധിക്കുന്നതിനാൽ ക്യാപിലറി ഉയർച്ചയുടെ ഉയരം കുറയുന്നു. ഭൂഗർഭജല നിലയ്ക്കു നേരെ മുകളിലായുള്ള മണ്ണിന്റെ താഴ്ന്ന പാളികളിലാണ് ഈ അവസ്ഥ ഉണ്ടാകുന്നത്; അവിടെ രന്ധ്രങ്ങൾ ചെറുതാണ്, ക്യാപിലറി ഉയർച്ചയ്ക്കിടെ വെള്ളം എല്ലാ രന്ധ്രങ്ങളും പൂർണ്ണമായി നിറയ്ക്കുന്നു.

തുറന്ന കാപിലറി ജലം ഭൂഗർഭജലനിലയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതുമാണ്, എന്നാൽ വായു നിറഞ്ഞ രന്ധ്രങ്ങളുടെ സമീപത്താണ് അത് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്. രന്ധ്രങ്ങളുടെ വലുപ്പം വ്യത്യസ്തമായ മണ്ണിന്റെ മേൽഭാഗത്താണ് ഈ അവസ്ഥ സംഭവിക്കുന്നത്; ഇവിടെ ജലം ചെറിയ രന്ധ്രങ്ങൾ മാത്രം പൂർണ്ണമായി നിറയ്ക്കുന്നു, അതേസമയം സമീപത്തുള്ള വലുതായ രന്ധ്രങ്ങളിൽ വായു നിലനില്ക്കുന്നു. കാപിലറി ഉയർച്ചയുടെ സമയത്ത്, ജലം ചെറിയ രന്ധ്രങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള വായുവിനെ സമീപത്തുള്ള വലുതായ രന്ധ്രങ്ങളിലേക്കു തള്ളി മാറ്റുന്നു; അതിനാൽ കാപിലറിലെ ജലനിരപ്പിന് മുകളിലുള്ള മുകളിലെ മേഖലയിൽ വായു മർദ്ദം രൂപപ്പെടുന്നില്ല, അതുകൊണ്ട് തുറന്ന കാപിലറി ജലം അടഞ്ഞ കാപിലറി ജലത്തേക്കാൾ ഉയർന്ന നിലയിലേക്ക് ഉയരുന്നു.

അടച്ചിരിക്കുന്നതോ തുറന്നിരിക്കുന്നതോ ആയ ക്യാപിലറി വെള്ളം ഉള്ള മേഖല മണ്ണിലെ വെള്ളത്തിന്റെ അളവ് w അടിസ്ഥാനമാക്കി നിർണ്ണയിക്കുന്നു.

അടഞ്ഞ ക്യാപിലറി വെള്ളത്തിന്റെ സാഹചര്യത്തിൽ എല്ലാ രന്ധ്രങ്ങളും വെള്ളം നിറഞ്ഞവയാണ്, അതായത് മണ്ണിലെ വെള്ളത്തിന്റെ അളവ് w = wZ, അതേ സമയം സംതൃപ്തി നില S__ᵣ = 1,0 ആകുന്നു.

തുറന്ന കാപിലറി വെള്ളത്തിൽ ചെറുപോരുകൾ പൂർണ്ണമായും വെള്ളം നിറഞ്ഞിരിക്കും, അതേസമയം വലിയ പോരുകൾ ഭാഗികമായി വെള്ളം നിറഞ്ഞിരിക്കും; അർഥം, ഘന കണങ്ങളെ പൊതിഞ്ഞിരിക്കുന്ന വെള്ളപടലവും ഘന കണങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള സമ്പർക്കസ്ഥലങ്ങളിലെ കോണീയ ജലവും (ചിത്രം 2) ഭാഗികമായി, കൂടാതെ വായുവും. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ w < wZ, അതായത് S__ᵣ < 1,0.

വ്യത്യസ്ത മണ്ണിനങ്ങളിലെ ക്യാപില്ലറി ഉയർച്ച h__ₖ ലബോറട്ടറി പരീക്ഷണത്തിലൂടെയാണ് നിർണ്ണയിക്കുന്നത്. വ്യത്യസ്ത മണ്ണിനങ്ങളിലെ ശരാശരി h__ₖ ഉയരങ്ങൾ താഴെപ്പറയുന്ന പരിധികളിലാണ്:

മണ്ണിന്റെ തരം

    h****ₖ

സൂക്ഷ്മ മണൽ

    hₖ = 0,05 – 0,5 m

പൊടി

    hₖ = 0,5 – 5,0 m

കളിമണ്ണ്

    hₖ = 5,0 – 15,0 m

മണ്ണ്

hₖ = 15,0 – 50,0 m എന്നും അതിലധികവും

ചിത്രം 2. ജലചിത്രവും കോണീയ ഉപരിതല ജലവും

മണ്ണിൽ, കാപിലറി ബലം R ഘനകണങ്ങളെ അമർത്തി പ്രവർത്തിക്കുന്നു; അതുവഴി അവയുടെ ഇടയിൽ所谓 അവ്യക്ത സംയോജനം രൂപപ്പെടുന്നു, അത് ഘനകണങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ഒരു നിശ്ചിത ബന്ധനശേഷിപോലെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. എന്നാൽ മണ്ണിന്റെ രന്ധ്രങ്ങളിൽ വെള്ളത്തിന്റെ കാപിലറി ഉയർച്ച നിലനില്ക്കുന്നത്രേ അവ്യക്ത സംയോജനം നിലനിൽക്കും. മണ്ണിനെ വെള്ളത്തിൽ മുക്കുമ്പോൾ രന്ധ്രങ്ങൾ വെള്ളംകൊണ്ട് നിറയുകയും അവ്യക്ത സംയോജനം നിലനില്ക്കാതിരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

പ്രത്യക്ഷ കോഹീഷൻ എന്നത്, വരണ്ട നിലയിൽ അഴിഞ്ഞുകിടക്കുന്ന സൂക്ഷ്മ മണൽ ഈർപ്പമുള്ളപ്പോൾ കുറച്ചൊന്നു ബന്ധനസ്വഭാവം നേടുകയും, അതുവഴി വരണ്ട മണലിൽ സാധ്യമല്ലാത്ത വിധം അതിനെ മോഡൽ ചെയ്യാൻ കഴിയുകയും ചെയ്യുന്ന പ്രതിഭാസത്തെ വിശദീകരിക്കുന്നു.

തിരമാലകൾ കൊണ്ട് നനഞ്ഞ കടൽത്തീരങ്ങളിലെ മണൽ (അത് ചെളിയോ പൊടിയോ അല്ലെങ്കിൽ) അത്ര നല്ല ഭാരവാഹക ശേഷിയുള്ളതാണെന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു, അതിനാൽ അതിന്മേൽ സൈക്കിളോ കാറോ ഓടിക്കാം; എന്നാൽ കുറച്ച് ദൂരത്ത്, തിരമാലകൾ എത്താത്തിടത്ത്, അതേ മണൽ ഉണങ്ങിയ നിലയിലാണ്, അതിലെ ചക്രങ്ങൾ താഴേക്ക് മുങ്ങിപ്പോകും, അതിനാൽ ഏതൊരു യാത്രയും അസാധ്യമാണ്.

പാരഗമ്യത

പരാഗമ്യമായ ദ്രവ്യമാസ്സിലൂടെ ജലപ്രവാഹം

ബന്ധിപ്പിച്ച പാത്രങ്ങൾ A, B, C, D, և E (ചിത്രം 3) പരിഗണിക്കാം; അവയുടെ ഒരു ഭാഗം a മുതൽ b വരെ L ദൈർഘ്യമുള്ള, ഉദാഹരണത്തിന് മണൽ പോലുള്ള, ചാരുകയുള്ള വസ്തുവാൽ നിറച്ചിരിക്കുന്നു. ബന്ധിപ്പിച്ച പാത്രങ്ങളുടെ ഒരു അറ്റത്ത് N₁ നിലയിലേക്ക് വെള്ളം ഒഴിച്ചാൽ, ബന്ധിപ്പിച്ച പാത്രങ്ങളിലെ വെള്ളനില വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും, അഥവാ വെള്ളം സഞ്ചരിക്കുന്ന പാതയുടെ ദൈർഘ്യത്തിനനുസരിച്ച് അത് കുറയുന്നു.

Sl. 3. ജലത്തിന്റെ പാറപോലുള്ള പിണ്ഡത്തിലൂടെ ഒഴുകൽ

ഫിൽറ്ററിന്റെ മുൻവശത്ത് ജലസ്തംഭത്തിന്റെ ഉയരം h₁ എത്തിച്ചേരുന്ന സമയത്ത്, ഫിൽറ്ററിന്റെ പിന്നിൽ h₂ ആയിരിക്കും. അപ്പോൾ _N₁_ക്കും _N₂_ക്കും ഇടയിലെ വ്യത്യാസം:

h = h₁ − h₂

ഇവിടെ h എന്ന വ്യത്യാസം നഷ്ടപ്പെട്ട ഹൈഡ്രോസ്റ്റാറ്റിക് മർദ്ദത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു; അത് ഫിൽട്ടറിലൂടെ വെള്ളം ഒഴുകുന്നതിനുള്ള പ്രതിരോധം മറികടക്കാൻ ചെലവായി. ഈ പ്രതിഭാസം ഫ്രഞ്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ Darcy ഇതിനകം തന്നെ 1856. വർഷത്തിൽ കണ്ടെത്തി. അപ്പോൾ, ചരാചരമായ ദ്രാവക ദ്രവ്യത്തിലൂടെ വെള്ളം ഒഴുകുന്ന വേഗത കണക്കാക്കുന്നതിനായി അദ്ദേഹം താഴെ കൊടുത്തിരിക്കുന്ന സമവാക്യവും അവതരിപ്പിച്ചു:

V = k × (dh/dL) = ki

എവിടെയാണ്:

• V = ജലത്തിന്റെ കടന്നുപോകുന്ന വേഗം pervious mass-ിലൂടെ, [cm/sec],
• k = മണ്ണിന്റെ ഗുണങ്ങളാൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്ന ജലചാലകതാ ഗുണാങ്കം [cm/sec],
• dh = ഉയരം h അനേകം നേർത്ത പാളികളായി [cm] വിഭജിക്കുമ്പോൾ ലഭിക്കുന്ന ദൈർഘ്യം,
• dL = L എന്ന നീളം h എന്ന ഉയരത്തിന് സമാനമായ എണ്ണം ഭാഗങ്ങളായി വിഭജിക്കുമ്പോൾ ലഭിക്കുന്ന നീളം, [cm].

dh/dL = i എന്ന ബന്ധം മുങ്ങലിൽ നഷ്ടപ്പെട്ട ഉയരവും വെള്ളം കടന്നുപോയ ദൂരവും തമ്മിലുള്ള അനുപാതമാണ്; ഇതിനെ ജലശീർഷ നഷ്ടം, ഹൈഡ്രോളിക് ഗ്രാഡിയന്റ് അല്ലെങ്കിൽ പീസോമെട്രിക് ചരിവ് എന്നും വിളിക്കുന്നു._ ഈ അവസാന നാമം B, C ಮತ್ತು D എന്ന പൈപ്പുകളിൽ നിന്നാണ് ഉത്ഭവിച്ചത്; അവയെ പീസോമീറ്റർ പൈപ്പുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. മുന്നിലുള്ള രൂപം ഫിൽട്ടറിലൂടെ ജലത്തിന്റെ ചലനത്തിനുള്ള ഡാർസിയുടെ നിയമം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

നിശ്ചിത സമയത്ത് t മുഖവിസ്തീർണം A ഉള്ള ഫിൽറ്ററിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന മൊത്തം ജലപരിമാണം q ആണ്

q = kAti,

അതിനാൽ ഇതാണ്

k = q / (Ati),  അതായത് k = qL / Ath,

അവിടെ i = h / L = L നീളത്തിലുള്ള ഹൈഡ്രോളിക് ചരിവ് (അത് നേരായ രേഖയായാൽ).

കോഫിഷ്യന്റ് k മണ്ണിന്റെ ജലചാലകത താപനില 10°C-ൽ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

k = V / i  [cm/sec]

മണ്ണിലൂടെ വെള്ളം ഒഴുകുന്ന വേഗം ലഭിക്കുന്നത് ഈ സമവാക്യത്തിൽ നിന്നാണ്

V = q / A  [cm/sec],

എവിടെ q = മണ്ണിലൂടെ സെക്കൻഡിൽ cm³ ആയി ഒഴുകുന്ന വെള്ളത്തിന്റെ അളവ്, താപനില 10°C, A = വെള്ളം ഒഴുകുന്ന മണ്ണിന്റെ മുറിവെട്ട് വിസ്തീർണം, [cm²].

ഡാർസിയുടെ നിയമം ലംബധാരാ ജലചലനങ്ങൾക്ക്, അഥവാ ചുഴലിക്കുരുക്കുകളില്ലാത്ത, ശാന്തമായ, കുറഞ്ഞ വേഗതയുള്ള ചലനങ്ങൾക്ക് ബാധകമാണ്.

ഫിൽട്ടർ വേഗത V എന്നത് മണ്ണിലൂടെ വെള്ളം സഞ്ചരിക്കുന്ന ശരാശരി വേഗതയാണ്, എന്നാൽ അത് വെള്ളത്തിന്റെ യഥാർത്ഥ പ്രവാഹവേഗതയോട് തുല്യമല്ല; യഥാർത്ഥ വേഗത അതിനെക്കാൾ കൂടുതലാണ്. ഫിൽട്ടറിലൂടെ വെള്ളം ഒഴുകുമ്പോൾ, സമാനമായ പൈപ്പിസം ഘടകങ്ങൾ dh വെള്ളത്തിന്റെ അസമമായ യാത്രാദൂരങ്ങളായ dL ൽ വളരെപ്പോഴും ചെലവഴിക്കപ്പെടുന്നു; അതിനാൽ ഹൈഡ്രോളിക് ഗ്രേഡിയന്റ് മണ്ണിന്റെ ഒരു പോയിന്റിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്കു മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു.

മണ്ണിന്റെ പരാഗമ്യത അതിലെ രന്ധ്രങ്ങളുടെ വലിപ്പത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. മണ്ണിനെ ഭാരം ഏല്പിച്ചാൽ, രന്ധ്രങ്ങൾ ചുരുങ്ങുകയും പരാഗമ്യത കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, ഒരേ മണ്ണിന് പരാഗമ്യതാ ഗുണകം k അതിന്റെ പൊരുസിറ്റിയുടെ വലിപ്പത്തോടു, അഥവാ അതിന്റെ പൊരുസിറ്റി ഗുണകം e നോടു, നേരിയാനുപാതത്തിലാണ്. എന്നാൽ വിവിധ തരത്തിലുള്ള മണ്ണുകളിൽ, പൊരുസിറ്റി ഗുണകം e ഉപയോഗിച്ച് പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന പൊരുസിറ്റി പരാഗമ്യതയുടെ മാനദണ്ഡമാകാൻ കഴിയില്ല, കാരണം ഈ പരാഗമ്യത മണ്ണിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള പൊരുസിറ്റിയെയത്ര അല്ല, അതിലെ രന്ധ്രങ്ങളുടെ വലിപ്പത്തെയാണു കൂടുതലായി ആശ്രയിക്കുന്നത്. ഉദാഹരണത്തിന്, പൊരുസിറ്റി e = 0,25 ആയ ചരൽമണൽക്ക് വളരെ വലിയ പരാഗമ്യതയുണ്ട്, k = 2–3 cm/sec, എന്നാൽ പൊരുസിറ്റി 60% ആയും പൊരുസിറ്റി ഗുണകം e = 1,50 ആയും ഉള്ള മൃദുലമായ ചെളിമണ്ണിന് ചെറിയ പരാഗമ്യത മാത്രമേയുള്ളൂ, k = 10_⁻⁶ മുതൽ 10⁻_¹¹ cm/sec.

പ്രവാഹഗുണക k _ഗണിതരീതിയിലൂടെയും, ലബോറട്ടറി_യും ക്ഷേത്രപരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെയും നിർണ്ണയിക്കാം.

ഗുണകം കണക്കുകൂട്ടൽ വഴി നിർണ്ണയിക്കുന്നത് മണ്ണിന്റെ ഗ്രാനുലോമെട്രിക് ഘടനയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. ഗുണകം k നിർണ്ണയിക്കാനായി കട്ടികണങ്ങൾ ഗോളാകൃതിയിലുള്ളവയാണെന്ന ഒരു ധാരണ സ്വീകരിക്കുന്നു; ഇത് യാഥാർത്ഥ്യവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ല, പ്രത്യേകിച്ച് കോഹീരന്റ് മണ്ണിൽ. അതുകൊണ്ട് ഈ രീതിയിൽ നിർണ്ണയിച്ച k ഗുണകത്തിന്റെ മൂല്യങ്ങൾ കൃത്യമെന്ന് അംഗീകരിക്കുന്നില്ല.

ലബോറട്ടറി പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ ഗുണകം k നിർണയിക്കൽ ആണ് ഏറ്റവും വ്യാപകമായ രീതി; ഇത് അലസതയില്ലാത്ത മണ്ണുസാമ്പിളുകളിൽ നടത്തുന്നു. എന്നാൽ, ഈ രീതിയിൽ നിർണയിച്ച k ഗുണകത്തിന്റെ കൃത്യത നിരവധി ഘടകങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു; ഉദാഹരണത്തിന്, പരീക്ഷണം നടത്തുന്ന സാമ്പിൾ മണ്ണിലെ പ്രവേശനക്ഷമ പാളിയെ എത്രമാത്രം പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു എന്നതും, പരീക്ഷണ ഉപകരണത്തിലെ സാമ്പിളിന്റെ അസ്വസ്ഥതാവസ്ഥയും, പരീക്ഷണം നടത്തുന്നതിനുള്ള രീതിയും. മതിയായ എണ്ണം സാമ്പിളുകൾ പരിശോധിക്കുകയും, പരീക്ഷണ ഉപകരണത്തിന്റെ തന്നെ സിലിണ്ടറുകളിൽ ഫീൽഡിൽ നിന്നുള്ള സാമ്പിൾ എടുക്കുകയും, യോജിച്ച പരീക്ഷണരീതി ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്താൽ, ഏകദേശം കൃത്യമായ k ഗുണക മൂല്യങ്ങൾ ലഭിക്കുകയും അവയെ തൃപ്തികരമായതായി ഉപയോഗിക്കാനും കഴിയും.

ക്ഷേത്രപരീക്ഷണത്തിലൂടെ ഘടകം k നിർണ്ണയിക്കൽ ഏറ്റവും കൃത്യമായ മൂല്യങ്ങൾ നൽകുന്നു, കാരണം അത് നിലനിൽക്കുന്ന മണ്ണിന്റെ ഘടനയ്ക്കും പാളിപ്പാടിനും പൂർണ്ണമായി അനുസരിക്കുന്നു. എങ്കിലും ഘടകം k നിർണ്ണയിക്കുന്ന ഈ രീതി ഏറെ സമയവും വലിയ ചെലവും ആവശ്യപ്പെടുന്നു; അതിനാൽ അത് വിരളമായാണ് നടത്തുന്നത്, അതും അതിന്റെ പൂർണ്ണമായ കൃത്യമായ മൂല്യം അനിവാര്യമായപ്പോൾ മാത്രം.

ഞങ്ങളുടെ അടിത്തറ നിർമാണ ചട്ടങ്ങൾ പ്രകാരം, പരാഗമ്യതാ ഗുണാംശം ഉള്ള മണ്ണുകൾ ഇപ്രകാരം കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു:

• k < 10_⁻_¹¹ cm/sec — ഏകദേശം അപ്രവേശ്യമാണ്
• k < 10_⁻_⁹        — വളരെ കുറച്ച് കടന്നുപോകൽ ശേഷിയുള്ളത്
• k < 10_⁻_⁷        — കുറച്ച് ചോർച്ചയുള്ള
• k < 10_⁻_⁵        — മിതമായി പാരഗമ്യം ഉള്ളത്
• k < 10_⁻_³        — കൂടുതൽ പാരഗമ്യമാണ്
• k > 10_⁻_³        — വളരെ സാന്ദ്രതയില്ലാത്ത