В случае откачки из напорного водоносного горизонта при динамическом уровне воды, расположенном выше его кровли, в период неустановившегося притока воды к буровой скважине откачиваемая вода получается за счет «упругого запаса» (рассматривается водоносный горизонт, не сообщающийся на илощади депрессионной воронки с другими водоносными пластами или поверхностными водоемами). «Упругий запас», по В. Н. Щелкачеву, представляет собой объем воды, вытесняемый в скважину при упругом расширении воды и водоносных пород вследствие понижения давления в области депрессии.
Поглощение промывочной жидкости является четким признаком водопроницаемости горных пород, проходимых буровыми скважинами. Особенно важно учитывать поглощение промывочной жидкости трещиноватыми и закарстованными породами, где поглощение даже глинистых растворов нередко бывает значительным и может быть использовано для предварительного суждения о водопроницаемости этих пород (до производства опытных гидрогеологических работ).
Расчеты коэффициента фильтрации и радиуса влияния по данным опытных кустовых откачек обычно производятся по формуле Дюпюи. Расчет выполняется отдельно для каждой пары наблюдательных скважин, затем определяется среднее из полученных результатов или принимается наиболее приемлемое значение коэффициента фильтрации и радиуса влияния. Расхождения между величинами, получаемыми при параллельных расчетах по различным парам наблюдательных скважин, зависят от: 1 ) степени однородности водоносных пород; 2 ) качества проведенных опытных работ, 3) отклонений направления движения подземных вод при откачке отвечающего строго радиальному потоку. Нередко, особенно в трещиноватых породах, эти расхождения бывают значительными, причем среднее из отдельных полученных значений коэффициента водопроницаемости или радиуса влияния может существенно отличаться от истинной величины.
Турбулентное движение подземных вод, как известно, возникает при значительных поперечных сечениях водопроводящих каналов в горных породах и достаточно высоких скоростях движения подземных вод и градиентах. Чаще развитие турбулентного движения наблюдается в трещиноватых породах, пересеченных открытыми трещинами со значительным просветом и в закарстованных породах. В рыхлых пористых породах возникновение турбулентного движения имеет место только в таких сильно проницаемых породах, как галечники и гравийно-галечные образования, причем скорости фильтрации и градиенты, при которых начинается развитие турбулентного движения в этих породах, значительно выше, чем в трещиноватых и закарстованных. В настоящее время в результате ряда исследовательских работ, проведенных в лабораторных и полевых условиях, установлено, что и в трещиноватых и даже закарстованных породах нередко имеет место ламинарное движение подземных вод. Поэтому и для подобных пород можно в определенных условиях пользоваться линейным законом фильтрации (законом Дарси) и основанными на этом законе зависимостями. В частности, движение подземных вод, наблюдаемое в естественных условиях, характеризуется небольшими гидравлическими уклонами и подчиняется обычно линейному закону, даже в породах, пересеченных крупными открытыми трещинами и нередко в закарстованных.
Вопрос о влиянии удельного веса подземных вод на условиях их залегания и движения освещен в литературе довольно слабо. При изучении пресных и слабо-минерализованных вод обычно принимают их удельный вес равным 1, пренебрегая его незначительными изменениями в зависимости от температуры, давления и концентрации растворенных веществ. Однако при изучении вод повышенной минерализации (примерно, начиная с общей минерализации в 5—10 г/л) и особенно рассолов, повышенный удельный вес воды настолько сильно видоизменяет гидродинамические условия и влияет на уровень воды в скважинах (данные, которыми пользуются для определения направления и скорости движения подземных вод), что обычные способы расчетов и построений приводят к грубым ошибкам и даже полному искажению действительности. Известно, что наличие в буровых скважинах воды увеличенного удельного веса (вызванного высокой минерализацией или содержанием взвешенных частиц) ведет к понижению уровней воды в них, причем для расчета уровня, отвечающего пресной чистой воде («приведенный уровень»), вводятся простые поправки. Однако эти поправки оказываются еще недостаточными для расчетов движения подземных вод, требующих существенного видоизменения обычных уравнений фильтрации. Наиболее сложным оказывается вопрос определения условий равновесия, а также направления и скорости движения подземных вод при их переменном удельном весе, особенно при изменении удельного веса в вертикальном и горизонтальном направлениях, что обычно наблюдается в природе.
Вопросы, связанные с движением подземных вод в трещиноватых породах, до настоящего времени слабо освещены в литературе. В руководствах по гидрогеологии приводится только схема движения воды по трещинам, предложенная еще в 1912 г. А. А. Краснопольским, предусматривающая турбулентный режим движения, выражаемый законом Шези. Между тем в настоящее время имеются расчетные и экспериментальные данные, позволяющие дать более полное освещение условий движения воды в трещиноватых породах, что может иметь существенное практическое значение. В настоящей краткой статье автор приводит произведенные им гидравлические расчеты, основанные на рассмотрении простейшей модели трещиноватой породы с учетом имевшихся экспериментальных материалов. В результате получены выводы, касающиеся режима движения воды в трещиноватых породах и зависимости водопроницаемости их от размеров и густоты трещин.
