一、达西定理

达西通过饱和沙柱渗透试验，提出了著名的达西定理，即

式中：q为土壤水分通量；Δh为土柱两端势能之差；l为土柱长度；ks为土壤饱和导水率。

式（1-11）描述了一维情况下水分通量，而对于二维或三维空间的土壤水分运动，达西定理则可表示为：

(https://www.daowen.com)

自然界土壤大部分处于非饱和状态，而饱和与非饱和土壤水分运动特征存在明显差别，如饱和土壤的孔隙全部被水充满（不考虑封闭气体），土壤基质势为零，且导水率为常数。而非饱和土壤水基质势不为零，并随着含水量的增加而升高，同时非饱和导水率也是含水量的函数，因此非饱和条件下土壤水分运动比饱和土壤水分运动要复杂得多。为了描述非饱和土壤水分运动，Richards（1931）将饱和达西定理引入非饱和土壤水分运动的研究，认为可以通过改变饱和达西定理中导水率特征，将其视为土壤含水量或土壤基质势的函数，于是非饱和土壤水分运动的达西定理就表示为：

式中：k（θ）为非饱和土壤导水率；θ为土壤容积含水量；φ为土水势。

随着大孔隙流和手指流问题的提出，达西定理在土壤水分研究中的应用受到了挑战，但目前仍未有新的理论和方法出现，仅通过管流理论对达西定理做了必要补充。因此达西定理仍然作为土壤水分运动研究的基本定理而被广泛应用。