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.
The issue of the influence of the specific gravity of groundwater on the conditions of its occurrence and movement is rather poorly covered in the literature. When studying fresh and slightly mineralized waters, their specific gravity is usually taken to be equal to 1, neglecting its minor changes depending on temperature, pressure and concentration of dissolved substances. However, when studying waters of increased mineralization (approximately starting with a total mineralization of 5-10 g / l) and especially brines, the increased specific gravity of water so strongly modifies the hydrodynamic conditions and affects the water level in wells (data used to determine the direction and speed of movement of groundwater), that conventional methods of calculations and constructions lead to gross errors and even complete distortion of reality. It is known that the presence of water of increased specific gravity in boreholes (caused by high mineralization or the content of suspended particles) leads to a decrease in the water levels in them, and to calculate the level corresponding to fresh clean water ("reduced level"), the following are introduced simple corrections. However, these corrections are still insufficient for calculating the movement of groundwater, which requires a significant modification of the usual filtration equations. The most difficult issue is determining the conditions of equilibrium, as well as the direction and speed of movement of groundwater with their variable specific gravity, especially when the specific gravity changes in the vertical and horizontal directions, which is usually observed in nature.
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.
