更新时间：2023-11-14 11:38
在岩土空隙中运动的地下水叫做渗流。在物理、化学和材料科学中，渗流指的是液体通过多孔材料时的运动和过滤行为。
渗流理论在水利、土建、给水排水、环境保护、地质、石油、化工等许多领域都有广泛的应用。在过去数十年中，对渗流现象进行的数学研究，给包括物理学、材料科学、复杂网络、流行病学中的多个课题提供了新的理解和技术工具。例如，在地质学中，渗流指的是水通过土壤和可渗透性岩石的过滤行为，通过水的流动，含水层中的地下水得到补给。在计划建设需要大量水资源的渗流域或化粪池排水域时，有必要事先进行渗透测试，以确定事先规划的结构是否可行。渗流通常呈现出普遍性，因此，统计力学中的概念，如标度理论、重整化、相变、临界现象、和分形可以被用来描述渗流的性质。组合数学是用来研究渗透阈值的常用手段。由于通过分析模型来求解渗流非常复杂，人们一般借助于数值计算。目前速度最快的渗流算法是2000年由马克·纽曼(Mark Newman)和罗伯特·齐夫(Robert Ziff)提出。
液体在多孔介质中的流动。天然多孔介质包括土体和岩层等多孔性和裂隙性介质。水利工程中有很多方面涉及渗流。例如水工建筑物的透水地基中以及与建筑物连接的岩层或土体中的绕渗及渗流、挡水土坝中的渗流、灌溉抽水或施工排水时在地层中引起的渗流等。主要研究的渗流问题是：渗流区域内的水头或地下水位的分布、渗流量的确定、渗流作用于建筑物基底上的力、渗流速度分布及其引起的土体结构变形等。
由于作为渗流通道的孔隙尺寸微小但数量众多，且表面积很大，所以渗流阻力较大，渗流流动速度较慢，因而惯性力和动能往往可以不计。
渗流的基本定律是1856年法国工程师H.-P.-G.达西由实验总结而得的达西定律，即：v=Q/A=kJ式中v为断面平均流速；u为点流速；Q为渗透流量；A为断面面积;k为土体渗透系数，与土体及水的性质有关,J为水力坡降。公式表明渗流水力坡度与流速的一次方成比例，所以达西定律又称为线性渗流定律。达西定律成立的条件是：土体BOBBIN不变形，流态为不可压缩牛顿流体的层流渗流。
渗流问题的解法有：解析法(包括直接求解导数方程组、平面问题的复变函数解及一维渐变渗流的分析法)、数值法(有限差分法、有限单元法、边界元法等)、图解法(流网法)及实验法（包括砂模型及各种比拟模型──电比拟、热比拟等）。
渗流也可呈紊流流态，可用渗流雷诺数来判别。式中v为渗流断面平均流速；d为土体颗粒的有效粒径;ν为液体运动粘性系数。达西定律适用的层流渗流的雷诺数上限值变化范围约为 1～10。大于此上限的称为非线性渗流，其水力坡度与流速的关系可一般地表示为J=αu+βu2。式中α、β为待定系数，由实验确定；u为渗流流速。
渗流是水在土壤孔隙中的运动，而土壤孔隙的形状、大小和分布是极为复杂的，因此渗流水质点的运动轨迹也是很不规则的，具有随机性质。但在实际工程上。并不需要了解具体孔隙中的渗流情况，而是采用某种统计平均值来描述渗流，即用简化了的渗流模型来代替实际的渗流。为研究方便，对实际的渗流提出两点简化。其一，不考虑渗流路径的曲折迂回，只考虑它的主要流向；其二，略去渗流区的土壤颗粒，认为渗流充满全部的流动空问(包括土壤颗粒和孔隙)。但实际渗流中土壤颗粒与水之间的相互作用在渗流模型中仍然存在。为了使假想的渗流模型在水力特性方面和实际渗流相一致，它必须满足下列条件：①对于同一过水断面，渗流模型所通过的流量等于实际渗流所通过的流量；②渗流模型和实际渗流在同一流程内的水头损失相等。这样，渗流模型就可以完全模拟真实渗流。
由于采用了渗流模型，渗流被看作是在包括土壤BOBBIN和孔隙在内的全部空间的连续介质的运动，因此渗流的运动要素将作为全部空间的连续函数来研究。这样，就像研究液流运动一样，可以采用有关连续函数的数学工具来研究渗流。
渗流随液流运动一样，可分为恒定渗流和非恒定渗流、均匀渗流和非均匀渗流、渐变渗流和非渐变渗流、无压渗流和有压渗流，按空间看分为一元渗流、二元渗流和三元渗流。
地下水和地表水都是人类重要水资源。新中国成立以来，我国华北地区和西北开凿了数以计的灌溉井、工业及民用井，都是典型的渗流应用实例。
渗流理论除了应用于水利、化工、地质、采掘等生产建设部门外，在土木工程方面的应用可列举如下几种：
(1)在给水方面，有井和集水廊道等集水建筑物的设计计算问题。
(2)在排灌工程方面，有地下水位的变动、渠道的渗漏损失以及坝体和渠道边坡的稳定等方面的问题。
(3)在水工建筑物，特别是高坝的修建方面，有坝身的稳定、坝身及坝下的渗透损失等方面的问题。
(4)在建筑施工方面，需确定周堰或基坑的排水量和水位降落等方面的问题。