2.1. Гравитационная емкость горных пород
В безнапорных пластах при нестационарном режиме происходят коле-
бания свободной поверхности потока, приводящие при снижении уровней
к осушению пласта, а при повышении уровней — к его насыщению. Для ха-
рактеристики этого процесса используется величина коэффициента гравита-
ционной емкости пласта и, представляющего собой изменение количества воды
в порах при колебаниях свободной поверхности, отнесенное к объему групта
в пределах зоны колебания. По балансовой сущности величина и — это изме-
нение емкости гравитационной зоны АИ, в единичном элементе безнанорного
пласта (т. е. в элементе с единичной площадью поперечного сечения), отне-
сепное к изменепию уровня свободной поверхности потока АН
АУ
в—р 
(1.18)
При опускании свободной поверхности ц соответствует коэффициенту водо-
отдачи ,, а при повышении свободной поверхности — коэффициенту недо-
статка насыщения и,. Балансовая структура величин 1, и ; представляется
следующими формулами:
И, == П —- 
), в— Юсу› - Ин П Пн у в 
ь,
(1.19)
где п — активная пористость грунта; ст — влажность стыковой воды (в углах
дор); 
ше — влажность грунта под свободной поверхностью; ш,,, — ОТНОСИ-
тельное объемное содержание защемленного воздуха и иммобилизованной
воды.
Величина р существенным образом зависит от физико-механического
состава и литологического строения горных пород. Для песчаных пород (при
ь, >> 0,15) 
П. А. Бецинский [3] предлагает эмпирическую формулу
в =0,17 У, 
(1.20)
где & принимается в м/сут.
Вместе с тем Б. Кожерский [52] считает, что зависимость Ц, от В даже
для песков не всегда выражается, достаточно четко,
Для нылеватых и глинистых песков, а также торфов ориентировочно
можно считать 
ш == 0,05 — 0,1; для супесчано-суглинистых отложений ха-
рактерны значения у == 0,02—0,05.
Формирование 
гравитационной емкости ‘представляет собой довольно
сложный динамический процесс, поскольку при нестационарной фильтрации
происходит переформирование капиллярной зоны, связанниое с необходимостью
передачи воды из верхпей ее части на свободную поверхность гравитационной
зоны. Так, при понижении уровпя капиллярная зона в начальный. период
постепепно растягивается, а при достаточно длительном равномерном свиже-
нии уровня наступает динамическое равновесие капиллярпой зоны, когда
эпюра влажности по ее высоте пе ивменяется, а лишъ опускается параллельно
самой себе со скоростью опускания свободной поверхности. Этот процесс при-
водит к тому, что в начальный период нестационарного режима водоотдача
имеет замедленный характер, так что коэффициент водоотдачи в данный период
постепепно увеличивается, доститая своего предельного значения при стаби-
лизации формы эшоры влажности в Капиллярной зопе (рис. 2).
13