Свободная 
поверхность 
грунтового 
потока 
пред-
ставляет собой верхнюю границу гравитационной зоны, где давление
равно атмосферному (если не учитывается наличие капиллярной зоны)
и обычно принимается за нуль. Тогда из выражения (2.7) следует,
что в любой точке на свободной поверхности пьезометрическая вы-
сота равна нулю, а отметка пьезометрического уровня Нсп равна ор-
динате гсп ПОЛоЖения этой точки над выбранной плоскостью сравне-
ния:
Нсп=2сп- 
(437)
При наличии капиллярной зоны условие на свободной поверхно-
сти усложняется введением активной высоты капиллярной зоны Йк,
которая принимается полностью водонасыщенной, или давление вса-
сывания в этой зоне оценивается величиной потенциала капилляр-
ного всасывания к, зависящего от влажности @ пород, находящихся
в пределах капиллярной зоны, %к — / (0). Иногда вместо условия
(4.37) имеем:
Нсг-тк = — Йк -- ёсп 
(438)
ИЛИ
Нспк == — \фк -- ёсп. 
(439)
В условиях стационарной фильтрации при отсутствии инфиль-
трационного питания свободная поверхность является линией тока.
При выходе. потока на откос образуется зона высачивания
(см. рис. 4.6), где давление (атмосферное) равно нулю и на линии вы-
сачивания сохраняется условие (4.37) в виде Н == / (2). Подробнее
этот вопрос освещен в работах [8, 34, 40, 54 ].
Более сложно обоснование кинематического условия на свободной
поверхности при нестационарной фильтрации и наличии инфильтра-
ционного питания ш. Обычно принимают медленное перемещение сво-
бодной поверхности @$ во времени а1, капиллярную зону не учиты-
вают и из балансового уравнёния получают [54 
]
Н—“=Ё1Ъ+` © 
(4.40)
дЁ 
со$
где /° — градиент напора вдоль линии тока на свободной поверхно-
сти; @ — угол между направлением скорости 
@° и вертикалью. При
отсутствии инфильтрационного питания условие (4.40) принимает вид
д1
При математическом рещении задач используют четыре вида гра-
ничных условий. Граничным условием первого рода называют задание
его в виде известного закона изменения уровня воды; он может быть
постоянным в виде уравнения (4.20) и переменным во времени (см.
рис. 4.6, а)
Н = [ (5. 
(4.41)
Граничное условие второго рода представляется как известный за-
кон изменения расхода потока на его границах. Расход`может быть
79