Формирование гравитационной емкости

Формирование гравитационной емкости представляет собой довольно сложный динамичный процесс, поскольку при нестационарной фильтрации происходит переформирование капиллярной зоны, связанное с необходимостью передачи воды из верхней ее части на свободную поверхность гравитационной зоны. Так, при понижении уровня капиллярная зона в начальный период постепенно растягивается, и только при достаточно длительном равномерном снижении уровня наступает динамическое равновесие капиллярной зоны, когда эпюра влажности по ее высоте не изменяется, а лишь опускается параллельно самой себе со скоростью опускания свободной поверхности. Этот процесс приводит к тому, что в начальный период развития нестационарного режима водоотдача имеет замедленный характер, так что коэффициент водоотдачи постепенно увеличивается, достигая предельного значения лишь при стабилизации эпюры влажности в капиллярной зоне.

Количественные закономерности динамики водоотдачи изучены пока довольно слабо. Для учета этого процесса при интерпретации данных опытных откачек в безнапорном потоке широко используется гипотетическое представление Н. Боултона об экспоненциальном характере изменчивости водоотдачи во времени. Это представление аналогично модели «капиллярной каймы», в которой предполагается, что капиллярная зона является полностью водонасыщенной, имея в пределах капиллярной высоты некоторый коэффициент фильтрации. Проверка этой модели на экспериментальном материале показывает, что она позволяет удовлетворительно описать процесс водоотдачи, однако величина при этом существенно зависит от скорости опускания свободной поверхности.

Для описания динамики гравитационной емкости рекомендуется использовать в качестве модели капиллярной зоны представление ее набором капилляров с распределением диаметров в соответствии с зависимостью.