Гидротехнические сооружения. Том II

зонта грунтовых вод, когда капиллярный подъем воды не достигает вышележащих слоев почвы влажность последних может быть весьма малой, так как в этих случаях инфильтрациониая пода может увлажнить эти слои только до влажности, соответствующей максимальной молекулярной влагоемкости. С другой стороны, с несомнен ностью доказана и возможность конденсации в почве водяных паров атмосферы, правда, только лишь в самых поверхностных слоях зем ной коры. Таким образом все возражения Ганна против Фольгеровской теории также отпадают, за исклю чением одного, касающегося вопроса о выделе нии в почве скрытой теплоты парообразования. В этом вопросе существует еще значительная неясность, не могущая однако служить поводом для отрицания факта конденсации водяных паров в почве, так как последний факт установлен ря дом разных экспериментов и специально поста вленных наблюдений. Теория образования подземных вод ввиду чрезвычайной сложности вопроса не может счи таться и в настоящее время окончательно выяс ненной и установленной; однако современные воззрения на эти вопросы весьма близко подхо дят к разрешению основной проблемы, уясненшс условий равновесия и движения подземной воды во всех ее видах, а следовательно и тех процес сов, которые неразрывно связаны с вопросами образования и происхождения этих вод в земной коре. Воззрения эти могут быть кратко формулиро ваны следующим образом: обогащение горных пород земной коры и почвы водою происходит как путем инфильтрации атмосферных осадков в глубь земной коры, так и за счет водяных па ров атмосферы путем молекулярной и термиче ской конденсации. а) разнообразие и беспорядочность в размерах и форме отдельных грунтовых зерен и пор грунта обусловливают возможность движения воды в лю бой точке грунтового потока в любом направле ний, б) п рассматриваемой области грунтового потока, обладающего достаточно большими раз мерами по сравнению с размерами зерен и пор грунта, существует некоторое общее главное направление движения воды в отличие от мест ных направлений движения при обтекании во дою отдельных \зерен; в) результаты влияния местных течений на грунтовый поток вследствие их беспорядочности и разнообразия взаимно уни чтожаются, а потому местными течениями при рассмотрении процесса фильтрации можно пре небречь; г) общее направление течения воды можно рассматривать как происходящее по не которым „фильтрационным" трубкам, стенки кото рых образованы частицами грунта и пространст вами, занятыми неподвижной водой; д) области неподвижной воды, внутри которых давление распределяется по гидростатическому закону, осуществляют передачу давления от одной „филь трационной трубки" к другой и тем обеспечи.

водяных паров, которое обеспечило бы надлежа щее восполнение гругіТовых вод; в тропических странах, в виду отсутствия слоев почвы с до статочно низкой температурой, образование грун товых вод было бы невозможно, и необходимый согласно теории Фольгера обмен воздуха в слоях почвы невозможен, диффузия же воздуха в почву весьма незначительна. С другой стороны, наблюдения Фольгера и ряда других исследователей 1 с несомненностью уста навливали факт, что в некоторых местностях с малым количеством осадков имеются слои грунта значительной мощности, которые в тече ние круглого года на известной глубине остаются совершенно сухими. Это обстоятельство с полной, казалось бы, очевидностью устанавливало невоз можность в этих случаях проникновения осадков в глубь земной коры до горизонта грунтовых вод, исключая тем самым объяснение образова ния грунтовых вод из атмосферных осадков. Обе теории в течение 40 лет противостояли одна другой, не будучи в состоянии разъяснить и опровергнуть доводы, выдвигаемые противной теорией. Такое положение вещей продолжалось до rex пор, пока наконец работами позднейших исследователей, и в особенности работами совет ского ученого проф. А. Ф. Лебедева, не была создана прочная экспериментальная база, основан ная на ряде длительных наблюдений, позволив шая обосновать и вывести ряд положений, вно сящих значительную ясность в вопрос о проис хождении и образовании грунтовых вод. Поло жения эти были разобраны выше, при рассмотре нии условии равновесия почвенных вод и роли парообразной воды в грунте. Новые воззрения являются в значительной степени примиряющими но отношению к двум прежним теориям. Дей ствительно, основные возражения Фольгера не являются уже убедительными после того, как выяснено, что при значительной глубине гори Движение свободной гравитационной воды или, иначе, грунтовой воды в пористой сети, образо ванной капиллярными пустотами грунта, проис ходит под влиянием силы тяжести. Процесс этот носит название ф и л ь т р а ц и и воды, в отличие от другого вида движения воды в грунте, назы ваемого просачиванием. Существенное отличие между этими двумя процессами заключается в том, что под фильтрацией понимается такое движение воды, при котором вся вода движущегося грун тового потока, составляя одно неразрывное це лое, находится в непрерывной гидродинамической связи; при просачиваппн же вода движется сквозь поры грунта, наполненные воздухом, небольшими изолированными массами; очевидно, что при этом гидродинамическая связь между этими от дельными массами воды отсутствует. Фильтрация поды в грунте представляется движением воды в капиллярных трубках чрезвычайно извилистых, с непостоянной и неправильной формой сечений; 1 См. проф. А. Ф. Л е б е д е в , Почвенные и грунтоные воды, 1939 г.

I!. ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ГРУНТОВЫХ ВОД; ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГРУНТОВОГО СКЕЛЕТА И ГРУНТОВОЙ ВОДЫ; ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ 1. ПОНЯТИЕ О МЕХАНИЗМЕ ФИЛЬТРАЦИИ; ОСНОВНАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ, при этом самый механизм фильтрации может быть охарактеризован следующими положениями: