Гидрогеология изучает происхождение, состав, движение и распределение подземных вод в горных породах и взаимоотношение пород с этими водами, а также условия использования подземных вод, влияние их на возникновение природных процессов, а также на условия строительства и эксплуатации искусственных сооружений.

Горные породы по своему происхождению не являются абсолютно монолитными, они имеют поры, трещины самых различных форм и размеров, а также пустоты.

Пористость, трещиноватость и тектоническая нарушенность пород с учетом их литологических особенностей и динамики подземных вод определяют гидрогеологические свойства.

Трещинные воды - это подземные воды, залегающие в трещиноватых магматических, метаморфических и осадочных породах.

В горных породах различают (по происхождению) трещины трех видов: а) тектонические, образовавшиеся при формировании геологических структур; б) выветривания, возникающие при выветривании и размывании горных пород; в) литологические, связанные с формированием пород.

Водообильность трещиноватых горных пород в значительной степени зависит от типа развитых в них трещин и характера взаимосвязи последних между собой.

В зависимости от вида и размера пор, трещин и пустот в горных породах различают:

а) некапиллярную пористость (скважность, обусловленную крупными порами >1 мм, ноздреватостью, кавернозностью, крупной трещиноватостью и закарстованностью);

б) капиллярную пористость, когда в горных породах встречаются поры размером менее 1 мм, а трещины шириной менее 0,25 мм.

Водовмещающие породы представляют собой пористые среды. Основные свойства пористой среды, определяющие условия движения в ней воды, - пористость и проницаемость.

Пористость - это общий объем всех пустот в горной породе (табл. 13). Величина пористости горных пород характеризуется коэффициентом пористости n, который определяется отношением объема пор к объему всей породы в сухом состоянии и выражается в долях единицы или в процентах: 100% (где  - объем пор;  - объем породы).

Таблица 13

Пористость некоторых пород

Пористость  водовмещающей горной породы - это часть ее объема, заполненная водой и выраженная как отношение объема пустот к общему объему породы.

Характеристикой емкостных свойств водовмещающей среды является не полная пористость, а коэффициент гравитационной водоотдачи породы , т.е. количество воды, которое может высвободиться из элементарного объема пласта при его осушении.

Под коэффициентом водоотдачи принято понимать разность между общей пористостью и максимальной молекулярной влагоемкостью с учетом объемных масс скелета и воды

где  и    - соответственно объемная масса скелета и воды.

Обычно принимают величину водоотдачи равной активной пористости .

Активная пористость - это совокупность пор и других пустот, по которым подземная вода может свободно передвигаться в горных породах, не испытывая заметного притяжения и трения со стороны стенок, так как эти стенки покрыты гигроскопической и пленочной водой. Активная пористость - это также объем пор, взаимосоединенных друг с другом.

При напорной фильтрации осушения породы не происходит и емкостные свойства водоносного горизонта определяются упругостью водовмещающих пород и заключенной в ней воды [4].

По аналогии со свободной водоотдачей при осушении пород для характеристики емкостных свойств напорного пласта Ф.М. Бочевер предложил понятие упругой водоотдачи , характеризующей количество воды, которое может быть получено с единицы площади напорного пласта при понижении пьезометрического напора на 1 м.

Упругие свойства водоносного горизонта характеризуются, по предложению В.Н. Щелкачева, коэффициентом упругоемкости .

Коэффициент водоотдачи будет выражен

где - объемная масса пресной воды, приближенно равна единице;  - мощность водоносного горизонта в м.

Тогда формула коэффициента водоотдачи (табл. 14) примет вид