Рис: 3.5. График изменения влажности в капилляр-
ной зоне (по В. М. Шестакову):
1, 2 — исходное и текущее положения уровня свободиой по-
верхности; 3, 4 — начальиая и текущая эпюры распределения
влажиости; 
5 — стационарная эпюра влажности при положе-
нии уровня 2 
`
Процессы гравитационного стекания и на-
сыщения количественно стали детально изучать
в основном с 1970-х гг. Было -установлено [8,
34, 54 
], что р изменяется во времени и зависит
от скорости опускания свободной поверхности.
Формирование гравитационной емкости связа-
но с переформированием капиллярной зоны и
передачей воды из ее верхней части на свобод-
ную поверхность уровня грунтовых вод при его
опускании`или, наоборот, подачей воДы из Водо-
носного пласта в капиллярную зону при подъеме уровня воды. При по-
нижении уровня капиллярная зона растягивается и изменение гра-
витационной емкости замедляется, потом в.ней наступает динами-
ческое равновесие, влажность по высоте не изменяется, и зона опу-
скается параллельно самой себе‘со скоростью перемещения свобод-
ной поверхности. В соответствии с этим коэффициент и постепен-
но увеличивается и достигает предельного значения при стабилиза-
ции формы эпюры влажности в капиллярной зоне (рис. 3.5). Матема-
тическое описание динамики водоотдачи дал Н. Боултон [8], а физи-
ческое — В. М. Шестаков [54], который 
предложил 
при 
оценке
процессов осушения использовать приведенную капиллярную зону
эффективной высотой йк, имеющую полное водонасыщение с прони-
цаемостью ёк. Он показал теоретически, что для песков при & == 10
м/сут, йк = 0,1 м и скорости снижения свободной поверхности 0,01
м/сут водоотдача может быть оценена с погрешностью 20 % от ее
предельного значения примерно через одни сутки, а для супесей —
через несколько месяцев. 
`
В гетерогенных породах, характеризующихся двойной пористостью
или двойной трещиноватостью, гравитационная емкость определяется
внутренней структурой порово-трещинного пространства породы и той
структурой, которая связана с наличием микрослоистости или круп-
ных трещин. 
Крупные трёщины и макропоры являются основными
путями фильтрации. Объемное содержание их в породе незначительно,
они не определяют емкостные свойства гетерогенной среды. Слабо-
трещиноватые блоки или агрегаты пород характеризуются невысокой
проницаемостью, но формируют основные емкостные свойства такой
среды. Ее осушение происходит в два этапа: на первом быстро осу-
шаются крупные трещины или макропоры (для этого этапа харак-
терны низкие значения ), а на втором осушаются блоки и агрегаты
(характерны высокие значения ). При быстром осушении крупных
трещин гидравлическая связь между блоками может быть нарушена
и осушение их может прекратиться. Исследование процесса форми-
рования гравитационной емкости важно при изучении движения влаги.
56