წყალი ბუშტუკით მიწიდან აშკარად ჯადოსნური ჩანს. მილებიდან აღმართზე მიედინება წყალი ეწინააღმდეგება მიზიდულობის კანონებს. მართალია ეს სასწაულებრივ მოვლენებად მოგეჩვენებათ, მაგრამ ისინი ამის გამო ხდებაპიეზომეტრიული ან ჰიდრავლიკური თავი.
პიეზომეტრიული თავის განმარტება
პიეზომეტრიული თავის განმარტებაამერიკის მეტეოროლოგიური საზოგადოების ტერმინებიდან არის "წნევა, რომელიც არსებობს შეზღუდულ წყალშემცველ წყალში". განმარტება გრძელდება იმით, რომ პიეზომეტრიული თავი "... არის დონის ზემოთ მომატებული წნევა თავი ".
პიეზომეტრული ზედაპირი აღწერილია, როგორც "პიეზომეტრიული წნევის ან ჰიდრავლიკური თავის წარმოსახვითი ან ჰიპოთეტური ზედაპირი მთლიანი ან ნახევრად შემოფარგლული წყალშემცველი წყლის მთელ ნაწილში ან მის ნაწილში; არაკონტროლირებული წყალშემცველი წყლის წყლის დონის ანალოგი. ”
პიეზომეტრიული თავის სინონიმებში შედის ჰიდრავლიკური თავი და ჰიდრავლიკური თავის წნევა. პიეზომეტრიულ ზედაპირს შეიძლება ასევე ეწოდოსპოტენციომეტრიული ზედაპირი. პიეზომეტრიული თავი არის სიდიდის საზომიწყლის პოტენციური ენერგია.
რას რეალურად ზომავს პიეზომეტრიული თავი
პიეზომეტრიული თავი არაპირდაპირი გზით იზომება წყლის პოტენციურ ენერგიას მოცემულ წერტილში წყლის სიმაღლის გაზომვით. პიეზომეტრიული თავის გაზომვა ხდება წყლის ზედაპირის ამაღლების ჭაბურღილის ან წყლის სიმაღლის ჭურჭელში, რომელიც მიერთებულია მილსადენზე, რომელიც შეიცავს ზეწოლის ქვეშ მყოფ წყალს.
პიეზომეტრის თავი აერთიანებს სამ ფაქტორს: წყლის პოტენციური ენერგია წყლის სიმაღლის გამო a მოცემული წერტილი (როგორც წესი, ზღვის საშუალო ან საშუალო დონე), ნებისმიერი დამატებითი ენერგია, რომელიც გამოიყენება წნევისა და სიჩქარის გამოყენებით ხელმძღვანელი
წნევა შეიძლება გამოწვეული იყოს სიმძიმის გამო, როგორც მილებით მიედინება ჰიდროელექტრო კაშხალში, ან ჩაკეტილობით, როგორც შემოფარგლულ წყალშემცველ წყალში. თავის გაანგარიშების განტოლება შეიძლება დაიწეროს როგორც თავითტოლია სიმაღლის თავიზპლუს წნევის თავიΨპლუს სიჩქარის თავივ.
h = z + \ Psi + v
სიჩქარის სათავე, მიუხედავად იმისა, რომ მნიშვნელოვანი ფაქტორია მილებისა და ტუმბოს დინების გაანგარიშებაში, მიწისქვეშა წყლების პიეზომეტრიული თავის გაანგარიშებისას უმნიშვნელოა, რადგან მიწისქვეშა წყლების სიჩქარე ძალიან ნელია.
მიწისქვეშა წყლებში პიეზომეტრიული თავის განსაზღვრა
პიეზომეტრიული თავის განსაზღვრა ხორციელდება ჭაში წყლის დონის აწევის გაზომვით. მიწისქვეშა წყლებში პიეზომეტრიული მთლიანი თავის გაანგარიშება იყენებს ფორმულასh = z + Ψსადთნიშნავს მიწისქვეშა წყლის დონის მთელს სათავეს ან სიმაღლეს მონაცემთა ზემოთ, ჩვეულებრივ ზღვის დონიდან, ხოლოზწარმოადგენს სიმაღლის სათავეს დაΨწარმოადგენს წნევის სათავეს.
სიმაღლის თავი,ზ, არის ჭაბურღილის ფსკერის სიმაღლე მონაცემთა ზემოთ. წნევის თავი უდრის ზემოთ წყლის სვეტის სიმაღლესზ. ტბისთვის ან ტბორისთვისΨნულის ტოლია, ასე რომ ჰიდრავლიკური ან პიეზომეტრიული თავი უბრალოდ უდრის წყლის ზედაპირის სიმაღლის პოტენციურ ენერგიას მონაცემთა ზემოთ. გაურკვეველ წყალშემცველ წყალში, წყლის დონე ჭაში დაახლოებით გაუტოლდება მიწისქვეშა წყლის დონეს.
შემოფარგლულ წყალშემცავებში, წყლის ჭები წყლის შემცველი კლდის ფენის დონეზე აღემატება. მთლიანი თავი პირდაპირ იზომება ჭაში წყლის ზედაპირზე. წყლის ჭერის ქვედა ნაწილის გამოკლება წყლის ზედაპირის სიმაღლიდან გამოყოფს წნევის სათავეს.
მაგალითად, ჭაში წყლის ზედაპირი ზღვის დონიდან 120 ფუტის სიმაღლეზე მდებარეობს. თუ ჭაბურღილის ბოლოში ზღვის დონიდან 80 მეტრზე მდებარეობს, მაშინ წნევის თავი 40 მეტრს უდრის.
ჰიდროელექტრო კაშხლებში პიეზომეტრიული თავის გაანგარიშება
პიეზომეტრიული წნევის განსაზღვრებიდან ჩანს, რომ წყალსაცავის ზედაპირზე არსებული პოტენციური ენერგია ტოლია ტბის ზედაპირის აწევას მონაცემთა ზემოთ. ჰიდროელექტრო კაშხლის შემთხვევაში, გამოყენებული მონაცემები შეიძლება იყოს წყლის კაშხლის ქვემოთ.
მთის ტოლობის განტოლება ამარტივებს წყალსაცავის ზედაპირიდან და გადინების ზედაპირიდან სიმაღლეში სხვაობას. მაგალითად, თუ წყალსაცავის ზედაპირი მდინარის დონიდან 200 ფუტზეა უშუალოდ კაშხლის ქვემოთ, მთლიანი ჰიდრავლიკური თავი 200 ფუტს უდრის.