水流通过多孔介质时，渗透速度和水力梯度与反应多孔介质渗流特性的渗透系数之间的关系。

法国工程师达西于1856年通过水流在均匀沙质滤床中的渗流试验，获得下列关系式：

达西定律

式中 Q为通过与渗透方向垂直的横截面A的渗流量；J为水力梯度；K为渗透系数；V为渗流的平均速度；这个关系式就是达西定律。

在实际的水的渗流运动中，水力梯度常各处不同，达西定律可写成更一般的表达式：

达西定律

式中 H为水头；为水力梯度。

渗透系数K是表示多孔介质透水性的指标，具有速度的量纲〔LT^-1〕，常用厘米/秒或米/日表示。

渗透系数不仅和多孔介质的性质有关，而且和渗流液体的物理性质（容重、粘滞性）有关。为了更一般地反映多孔介质性质，引入多孔介质的渗透率R，它只和介质本身性质有关，而和渗透液体的性质无关。达西定律可写成：

达西定律

式中 μ为液体的动力粘滞系数，单位为帕·秒；γ为液体的容重，γ＝ρg（ρ为液体密度）。

渗透率R的量纲为〔L²〕，对于20℃的水，渗透系数为1厘米/秒时，渗透率R＝1.02×10^-5厘米²。

如果ρ是常数，且渗流是水平的，则

达西定律

渗透率的单位有时还以达西来表示，达西是这样定义的：当液体的动力粘滞系数μ为0.001帕·秒，压力差为1个大气压力（等于101.325千帕）的情况下，通过面积为1平方厘米，长度为1厘米的多孔介质样品的流量为1厘米³/秒，此时介质的渗透率为1达西。根据上述得：

1达西＝9.8697×10^-9厘米²

达西作为单位太大，常用厘达西（10^-2达西）或毫达西（10^-3达西）作为单位。

多孔介质中，流动液体的雷诺数R小于1～10时，渗流运动才符合达西定律。这一雷诺数比液体由层流转变为紊流的雷诺数要小。达西定律也有一适用下限，即当水力梯度达起始梯度时，多孔介质中液体才开始流动。

分析等温条件下的土壤水分运动时，饱和土壤水的总土水势ψ为压力势φ（正值）、重力势φg和溶质势φos之和。若只考虑水分在土壤中运动，而不涉及土壤向植物根系供水，溶质势可不考虑。但对非饱和土壤，任一点的土水势包括了重力势Ψ和基质势φm（负值），即φ＝φ＋φ。总土水势常用作用水头（水柱高）表示其单位，它与上述达西公式中H相等。

达西定律应用于饱和流和非饱和流的另一区别在于，对饱和流K为与土壤含水率或压力势无关的常数，对非饱和流其水力传导度（或导水率）是含水率θ或土壤基质势φ的函数，记作K（θ）或K（ψ），因此，对非饱和流的达西定律表示为，

达西定律

式中 q为非饱和流的通量；为势梯度。