透過率 (地質学)

透過率 Permeability
量記号	k
次元	L2
SI単位	m2

透過率（とうかりつ、英: permeability）は、多孔性を持つ物体（多孔質）が、流体をどの程度通しやすいかを表す指標である。

単位は国際単位系ではm²であるが、ダルシー (darcy, D) もしくはミリダルシー (mD) も使われる（1 darcy $\approx$ 10⁻¹²m²）。

定義

多孔性を持つ物体の両端に圧力差ΔP が存在すると、その多孔質内部において流体の流れが発生する。その流れの見かけの速度v は圧力差に比例し、

$v={k \over \mu }{\Delta P \over \Delta x}$

で表される。ここで、μ は流体の粘度、Δx は多孔質の厚さである。透過率はこの関係式の比例係数k と定義され、

$k=v{{\mu \Delta x} \over {\Delta P}}$

である。

一般的な物質の透過率

物質の透過率は、その空隙率・空隙径などによって幅広いオーダーの値を取る。

透過性

準透過性

不透性

未固結砂

砂利

砂、砂＋砂利

細かい砂、シルト、レス、ローム

未固結粘土・有機物

泥炭

層状粘土

未風化粘土

固結岩

粉砕岩石

貯留岩

砂岩

石灰岩、苦灰岩

花崗岩

透過率 (cm2)

0.001

0.0001

10−5

10−6

10−7

10−8

10−9

10−10

10−11

10−12

10−13

10−14

10−15

Source: modified from Bear, 1972

透過率テンソル

物質中の空隙の構造に異方性がある場合は、物質の透過率はテンソルによって表記される。テンソルは3×3の正定値対称行列となる。また、その固有ベクトルの方向は、物質中の圧力勾配の方向と流速ベクトルが一致する方向となる。

関連項目

• 透水性