vedenläpäisykyvystä

Vedennessläpäisykyky (vedenläpäisykyky) kuvaa aineen kykyä päästää vettä kulkemaan sen läpi porojen tai kallioperän aukkojen kautta. Se on keskeinen ominaisuus maaperä- ja kiviluokissa ja määrittelee vedenliikkeen ja vedenpinnan liikkeen geologiassa, hydrologiassa sekä käytännön rakentamisessa.

Päätermit ja yksiköt. Permeabiliteetti voidaan ilmaista intrinsic permeabilityllä k, jonka yksikkö on neliömetrejä (m^2). Käytännössä vedenjohtavuutta käsitellään yleisemmin hydraulisena johtokykynä K, jonka yksikkö on metriä sekunnissa (m/s). Suhteessa K ja k pätee K = k ρ g / μ, missä ρ on veden tiheys, g gravitaatio ja μ viskositeetti. Darcy’n laki kuvaa veden virtausta: Q/A = -K ∆h/∆l, jossa ∆h/∆l on hydraulinen gradientti.

Mittaaminen. Laboratoriossa perkeileviä menetelmiä ovat vakiosuuntainen (constant-head) ja putoavahdē (falling-head) permeametriset kokeet sekä triaxial- tai näyteläpäisykoekäytöt. Kentällä käytetään pumpun kokeita (aunikalika pumpanje, porakaivokokeet) ja sokkiskokeita (slug tests) sekä tontilla tehtäviä infiltraatio- ja vedenpintakokeita. Tuloksena saadaan arvo K:lle, tai k:n tapauksessa arvo, joka kertoo materiaalin vetäytymiskyvyn.

Tekijät. Permeabiliteetti riippuu sekä materiaalisista että nesteen ominaisuuksista. Poreverkoston koosta, yhteydestä ja sortimoinnista sekä kiven tai maaperän epäjatkuvuuksista (murtumat, lonkat) vaikuttavat suuresti. Anisotropiaa esiintyy kerroksittain ja suunnitelmissa. Samoin lämpötilan ja nesteen viskositeetin muutokset voivat muuttaa K-arvoa.

Esimerkkejä. Hiekka ja sora voivat osoittaa korkean permeabiliteetin (k: jopa 10^-2–10^-1 m/s), kun savea ja siltään matalampaa (10^-12–10^-9 m/s). Fraktaatiot voivat luoda paikallisia suuria arvoja päällekäisissä suunnissa.

Sovellukset. Permeabiliteetti on keskeinen tekijä pohjavedenhallinnassa, rakennus- ja kaivosteollisuudessa, pilaantumisten leviämisen arvioinnissa sekä kaivosten ja patojen sepelin voltin suunnittelussa. Se ei yksin määrää vettä, vaan riittävä vuorovaikutus porojen ja vesivarojen kanssa.