透水係数・とは？初心者にも分かる徹底解説：水は地下をどう通るのか共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

透水係数とは何か

透水係数とは水が多孔質の材料を通り抜ける速さを表す指標です。地盤や土壌、岩石が水をどれくらい通しやすいかを示す性質で、地下水の流れや河川の水位変化を考えるときにとても大切です。透水係数は材料ごとに異なり、砂は水を通しやすく、粘土は水を通しにくい傾向があります。

定義と単位

透水係数は一般的に k と書きます。単位は水の流れの量と断面積、そして水頭差に関係します。国際単位系では m/s や cm/s が使われることが多く、現場では日常的に m/d などの単位も使われます。

ダルシーの法則

地下を流れる水の量は一定の規則で決まります。ダルシーの法則と呼ばれ、式で表すと Q = k A Δh / ΔL となります。ここで Q は流れる水の体積、A は断面積、Δh は水頭差、ΔL は水の流れの距離です。k が大きいほど水は通りやすいと覚えておくと良いでしょう。

透水係数の測定

透水係数は現場と試験室の両方で測定されます。代表的な方法には次のものがあります。

定常頭試験：一定の水頭差をかけて水がどれだけ通るかを測る方法。
落下頭試験：水頭差を徐々に下げながら測定する方法。

日常でのイメージと応用

砂場で水を流すとすぐに水が広がります。これは砂の 透水係数が大きいからです。反対に粘土は水がゆっくりしか通りません。透水係数の値は地盤改良や地下水の管理、災害対策の設計に直結します。

材料別の透水係数の目安

下の表は材料ごとの透水係数のおおよその範囲です。実測値は含水状態や温度、圧力条件で変わります。

材料	透水係数 k (m/s)
砂質土	10^-3 〜 10^-2
砂利・砕屑物	10^-2 〜 10^-1
シルト・粉粒状粘土	10^-5 〜 10^-3
粘土質土	10^-9 〜 10^-11

まとめ

透水係数は地下の水の動きを理解する基本のキーです。材料の特徴を表す指標として、土木工学だけでなく環境学や地質学の分野でも重要です。測定方法や単位、応用範囲を押さえておくと、現場の判断がスマートになります。

透水係数の同意語

透水係数: 多孔質材料を水が単位水頭勾配で流れる速さを表す係数。Darcyの法 q = -K∇h に現れ、単位は通常 m/s または cm/s。物性・流体性質に依存する水理伝導性の指標。
水理伝導係数: 水が地盤をどれだけ容易に流れるかを示す指標で、Darcyの法に現れる水の伝導性を表す日本語表現。単位は通常 m/s、K として用いられる。
浸透係数: 浸透現象に関連する係数で、地盤や土壌を水が透過する程度を表す。透水係数と同義として用いられる場面がある。
浸透性係数: 透過性を表す係数で、土壌の水の透過のしやすさを示す指標。透水係数と同様に使われることがある。
透水性: 材料が水を透過しやすい性質。透水係数とセットで語られることが多く、実務では透水性が高い/低いと表現する。
K値: 透水係数を表す略称。K の値と書くことが多く、現場資料や図面で頻繁に使われる。
水理伝導率: 水理伝導係数と同義の表現。水の流れを支える伝導性の指標として用いられることがある。
導水係数: 水を導く力がどれだけ強いかを示す係数として使われる表現。透水係数の同義語として用いられる場面がある。
水の透過係数: 水が地盤を透過する程度を表す係数の別表現。透水係数の同義語として使われることがある。

透水係数の対義語・反対語

不透水性: 水を透過させない性質。透水係数が極めて小さい、あるいはほとんどゼロに近い状態を指す材料や地層の性質。
低透水性: 透水係数が低く、水が通りにくい状態。透水性の反対語として広く使われる表現。
不浸透性: 水を内部に浸透させない性質。透水性の対義的な表現として用いられることがある。
不透水層: 水の透過をほぼ完全に遮断する地層・層状構造。
遮水性: 水の透過を遮断する性質。建材・地盤の水密性と関連する用語。
防水性: 水を内部へ浸透させない機能を指す。特に建築材料・構造物の防水機能に関連する語。
水密性: 水が外部へ漏れ出さない性質。水の透過を抑える表現として使われる。
极低透水性: 透水性が非常に低い状態。透水係数がほぼ0に近いことを強調する表現。
ゼロ透水性: 透水係数がほぼ0で水をほとんど透さない状態を表現する言い方。

透水係数の共起語

透水性: 水が地盤をどれだけ通り抜けやすいかを示す性質。透水係数と深く関係する基本的な概念。
土壌: 地表付近に存在する粒子集合体。透水係数は土壌の種類や粒径分布で大きく変わる。
地盤: 建物を支える地表下の材料全体。透水係数は地盤の浸透性評価に使われる。
地下水: 地表面下の水。透水係数は地下水の流動特性を決める重要なパラメータ。
多孔質媒質: 水が通る多くの空隙を持つ材料。透水係数はこの媒質の性質で決まる。
岩盤: 固い岩石の層。透水係数は低いことが多く、不透水層と連続する場合がある。
砂質土: 粒径が大きく透水性が高い土壌。透水係数が比較的大きくなる傾向。
粘土質土: 粒径が細かく透水性が低い土壌。透水係数が小さくなることが多い。
水理地質: 地下水の分布と流れを扱う地質学の分野。透水係数は基本データの一つ。
透水試験: 透水係数を直接測定する試験。現場試験と室内試験がある。
測定: 透水係数を求めるための観測・データ取得の作業全般。
ダルシーの法則: 水の流れは透水係数、断面積、圧力差（頭差）に比例するという基本原理。
圧力頭差: 流れを駆動する圧力の頭差。Darcyの法則で重要な要素。
水頭差: 水位の頭の差。流れの原動力として作用する差分。
不飽和透水係数: 不飽和状態での水の伝導性を示す指標。飽和状態の透水係数とは別物。
相対透水係数: 複数の流体が同時に存在する場合の相対的な流動透過性の指標（例：水と空気の相対透水性）。
地層: 地球の層状構造。層ごとに透水係数が異なり、地下水の流れを決める。
井戸: 地下水をくみ上げる設備。周囲の透水係数が設計・運用に影響を与える。
室内試験: 室内で行う透水係数の試験。制御条件下での測定に適する。
現場試験: 現地で行う透水係数の試験。実際の地盤状態に近い条件で測定する。
粒径分布: 粒子の大きさの分布。透水係数に大きく影響する土壌特性の一つ。

透水係数の関連用語

透水係数: 水が媒質を透過する速さを表す指標で、Darcyの法則の中核量。単位は通常 m/s や cm/s。飽和状態での値が基本だが、不飽和状態でも水分条件により変化する。
透水性: 物質が水を透過させやすい性質の総称。透水係数と混同されがちだが、物質の特性としての性質全般を指すことが多い。
飽和透水係数: 介質が完全に水で満たされているときの透水係数。Ksと表記されることが多い。
不飽和透水係数: 介質が完全に水で満たされていない状態での透水係数。Khで表され、水分含量や毛細管力に依存する。
Darcyの法則: 水の流量は水頭差と断面積、透水係数に比例するという基本法則。式は Q = -K A (Δh/Δl)。
水頭: 水の位置エネルギーを表す指標。水位や圧力頭を組み合わせて用いられる。
水頭差: 2点間の水頭の差。流れの駆動力となる。
水理勾配: 水頭差を水平距離で割った値。流れの駆動力を表す。
不透水層: 水をほとんど透さない層。透水係数が極めて小さい地盤層の総称。
多孔質介質: 砂・砂利・粘土など、孔隙を多数持つ介質。水は孔隙を通じて移動する。
亀裂透水係数: 岩石や砕層の亀裂を介した透水性。通常の透水係数より大きいことが多い。
等方透水性: 透水係数が全方向で同じ性質。
異方透水性: 透水係数が方向によって異なる性質。層理・地層構造で起こりやすい。
水理地質: 地下水の分布・流動を地質的視点から研究する学問分野。
境界条件：定水頭境界: 流れの駆動を一定の水頭に保つ境界条件。
境界条件：定流量境界: 流量を一定値に保つ境界条件。
定水頭透水試験: 定水頭境界を用いて透水係数を評価する試験。主に土の透水性を測定する。
落下水頭法: 水頭が落ちていく様子を用いて透水係数を推定する試験法。主に不飽和透水係数の測定で用いられることが多い。
孔隙率: 介質中の孔隙の体積比。透水性と水の移動能力に深く関係する基本量。
粘土質土壌の影響: 粘土鉱物は孔の連結性を低下させ、透水係数を低下させる要因となる。
水理拡散係数: 地下水の時間応答を特徴づける係数。D = K / S（S は貯留係数）で表されることが多い。