其中V 代表水的流速，K 代表渗透力的量度(单位与流速相同，即长度/时间)，（h2－h1）÷L 代表地下水水位的坡度（即水力梯度）。因为摩擦的关系，地下水的运动比地表水缓慢得多。可以利用在井中投放盐或染料，测定渗流系数和到达另一井内所需的时间。

在美国佛罗里达的含水层中，曾沿着多口水井，采用碳14 方法测定地下水的年龄。结果测出渗流系数为每年7 米。在渗透性能良好的介质中，渗流系数可高达每日6 米。美国还测得过每日235 米的纪录。不过，在许多地方，速率通常是每年不超过30 米。

达西定律是渗流中最基本的定律，其形式简洁( v= kJ )，最早是由实验证实的。它清楚地表明了渗流速度v与水力坡降J 成正比的关系。但这里只是笼统地用k 体现不同材料的不同的渗透性。为了更细致地认识和控制特定渗流就必须清楚k 与哪些因素有关。

由以上推导可知，达西定律描述了渗透流速与水头损失率成正比的关系。同时还可知渗透系数(k= Cd2 γ/μ)只取决于渗流材料系统自身的特性(Cd2)和流体自身特性(γ/μ)两种因素；前者只与多孔介质的组成结构有关，是唯一能够改变的内容。

既然渗透系数k 具有流速的尺度，并决定于多孔介质的结构和流体的性质。因此在分析和控制渗流时即可从此去寻求方案。

地下水在土体孔隙中渗透时，由于渗透阻力的作用，沿程必然伴随着能量的损失。为了揭示水在土体中的渗透规律，法国工程师达西(H.darcy)经过大量的试验研究，1856年总结得出渗透能量损失与渗流速度之间的相互关系即为达西定律。

达西实验的装置如图1所示。装置中的①是横截面积为A的直立圆筒，其上端开口，在圆筒侧壁装有两支相距为l 的测压管。筒底以上一定距离处装一滤板②，滤板上填放颗粒均匀的砂土。水由上端注入圆筒，多余的水从溢水管③溢出，使筒内的水位维持一个恒定值。渗透过砂层的水从短水管④流入量杯⑤中，并以此来计算渗流量q。设△t时间内流入量杯的水体体积为△V，则渗流量为q=△V /△t 。同时读取断面1-1和段面2-2处的测压管水头值h1，h2，Δh为两断面之间的水头损失。

达西分析了大量实验资料，发现土中渗透的渗流量q与圆筒断面积A及水头损失△h 成正比，与断面间距l 成反比，即

式中i=△h/l，称为水力梯度，也称水力坡降；k为渗透系数，其值等于水力梯度为1时水的渗透速度，cm/s 。

式（1-1）和（1-2）所表示的关系称为达西定律，它是渗透的基本定律。

达西定律是由砂质土体实验得到的，后来推广应用于其他土体如粘土和具有细裂隙的岩石等。进一步的研究表明，在某些条件下，渗透并不一定符合达西定律，因此在实际工作中我们还要注意达西定律的适用范围。

大量试验表明，当渗透速度较小时，渗透的沿程水头损失与流速的一次方成正比。在一般情况下，砂土、粘土中的渗透速度很小，其渗流可以看作是一种水流流线互相平行的流动——层流，渗流运动规律符合达西定律，渗透速度v与水力梯度i的关系可在v-i坐标系中表示成一条直线，如图2(a)所示。粗颗粒土（如砾、卵石等）的试验结果如图2(b)所示，由于其孔隙很大，当水力梯度较小时，流速不大，渗流可认为是层流，v-i关系成线性变化，达西定律仍然适用。当水力梯度较大时，流速增大，渗流将过渡为不规则的相互混杂的流动形式——紊流，这时v-i关系呈非线性变化，达西定律不再适用。

①砂土、一般粘土 ②颗粒极细的粘土

少数粘土（如颗粒极细的高压缩性土，可自由膨胀的粘性土等）的渗透试验表明，它们的渗透存在一个起始水力梯度ib，这种土只有在达到起始水力梯度后才能发生渗透。这类土在发生渗透后，其渗透速度仍可近似的用直线表示，即v=k(i－ib)，如图2(a)中曲线②所示。

低渗、特低渗、超低渗致密油藏内的渗流本构关系由“研神齐成伟”的幂比方程描述，见图3。