Maast üles mullitav vesi tundub lausa maagiline. Torude kaudu ülesmäge voolav vesi näib olevat vastuolus raskusjõu seadustega. Kuigi need võivad tunduda imeliste sündmustena, tekivad need siiski tänupiesomeetriline või hüdrauliline pea.
Piezomeetriline pea määratlus
Thepiesomeetrilise pea määratlusAmeerika Meteoroloogia Seltsi sõnastikust on "surve, mis eksisteerib kinnises veekihis". The määratlus jätkub, öeldes, et piesomeetriline pea "... on kõrgus nullpunktist pluss surve pea. "
Piesoomeetrilist pinda kirjeldatakse kui "piesomeetrilise rõhu või hüdropea kujuteldavat või hüpoteetilist pinda kogu kinnises või pooleldi piiratud veekihis või selle osas; analoogne piiramata põhjaveekihi veetasemega. "
Piezomeetriliste pea sünonüümide hulka kuuluvad hüdrauliline pea ja hüdrauliline pea rõhk. Piesoomeetrilist pinda võib nimetada kapotentsiomeetriline pind. Piezomeetriline pea on mõõtvee potentsiaalne energia.
Mida piezomeetriline pea tegelikult mõõdab
Piezomeetriline pea mõõdab kaudselt vee potentsiaalset energiat, mõõtes vee kõrgust antud punktis. Piezomeetrilise pea mõõtmiseks kasutatakse veepinna kõrgust kaevus või vee kõrgust püsttorus, mis on kinnitatud rõhu all vett sisaldava toru külge.
Piezomeetri peas on ühendatud kolm tegurit: vee potentsiaalne energia, mis tuleneb vee kõrgusest üle a antud punkt (tavaliselt keskmine või keskmine merepind), rõhu ja kiiruse abil rakendatav lisaenergia pea.
Rõhk võib olla tingitud raskusjõust, nagu näiteks hüdroelektrijaamades olevate torude kaudu voolamisel, või suletuna, nagu kinnises põhjaveekihis. Pea arvutamise võrrandi saab kirjutada peanahvõrdub kõrguse peagazpluss rõhupeaΨpluss kiiruspeav.
h = z + \ Psi + v
Ehkki toru ja pumba vooluhulga arvutamisel on oluline tegur kiirusepea, on põhjavee piesomeetrilise pea arvutamisel tühine, kuna põhjavee kiirus on väga aeglane.
Piezomeetrilise pea määramine põhjavees
Piesomeetrilise pea määramine toimub kaevu veetaseme kõrguse mõõtmisega. Piezomeetrilistes kogupea arvutustes põhjavees kasutatakse valemith = z + Ψkush- põhjavee kogu pea või kõrgus nullpunktist, tavaliselt merepinnast, samal ajal kuiztähistab kõrguse pead jaΨtähistab survepead.
Kõrguse pea,z, on kaevu põhja kõrgus nullpunktist kõrgemal. Survepea võrdub veesamba kõrgusega ülalz. Järve või tiigi jaoksΨvõrdub nulliga, nii et hüdrauliline või piesomeetriline pea võrdub lihtsalt veepinna kõrguse nullpunktist kõrgema potentsiaalse energiaga. Piiramata põhjaveekihis võrdub kaevu veetase ligikaudu põhjaveetasemega.
Kinnistes põhjaveekihtides tõuseb veetase kaevudes siiski üle piirava kivimikihi taseme. Kogu pea mõõdetakse otse kaevu veepinnal. Lahutades kaevu põhja kõrguse veepinna kõrgusest, saadakse survepea.
Näiteks asub kaevu veepind 120 jala kõrgusel üle keskmise merepinna. Kui kaevu põhjas on kõrgus 80 jalga üle keskmise merepinna, siis rõhupea võrdub 40 jalaga.
Piezomeetrilise pea arvutamine hüdroelektrijaamades
Piesoomeetrilise rõhu määratlus näitab, et reservuaari pinnal olev potentsiaalne energia võrdub järve pinna kõrgusega nullpunktist. Hüdroelektrijaama puhul võib kasutatavaks nullpunktiks olla veepind, mis asub veidi tammi all.
Pea kogu võrrand lihtsustab reservuaari ja väljavoolu pinna kõrguse erinevust. Näiteks kui veehoidla pind on 200 jalga üle jõetaseme vahetult tammi all, võrdub kogu hüdrauliline pea 200 jalaga.