Hoe de piëzometrische kop te berekenen

Water dat uit de grond opborrelt, lijkt ronduit magisch. Water dat door leidingen bergopwaarts stroomt, lijkt de wetten van de zwaartekracht tegen te spreken. Hoewel dit misschien wonderbaarlijke gebeurtenissen lijken, vinden ze plaats als gevolg van:piëzometrische of verval​.

Depiëzometrische hoofddefinitieuit de woordenlijst van de American Meteorological Society is "de druk die bestaat in een beperkte watervoerende laag." De definitie gaat verder door te stellen dat piëzometrische kop "... is de hoogte boven een datum plus de druk hoofd."

Het piëzometrische oppervlak wordt beschreven als "een denkbeeldig of hypothetisch oppervlak van de piëzometrische druk of het verval in het geheel of een deel van een besloten of halfbesloten watervoerende laag; analoog aan de grondwaterspiegel van een onbeperkte watervoerende laag."

Piëzometrische kopsynoniemen zijn onder meer stijghoogte en stijghoogtedruk. Het piëzometrische oppervlak kan ook de worden genoemdpotentiometrische oppervlakte. Piëzometrische kop is een maat voor depotentiële energie van water​.

Piëzometrische kop meet indirect de potentiële energie van water door de hoogte van het water op een bepaald punt te meten. Piëzometrische opvoerhoogte wordt gemeten met behulp van de hoogte van het wateroppervlak in een put of de hoogte van het water in een standpijp die is bevestigd aan een pijp die water onder druk bevat.

De piëzometerkop combineert drie factoren: de potentiële energie van het water door de hoogte van het water boven a bepaald punt (meestal gemiddeld of gemiddeld zeeniveau), eventuele extra energie die wordt toegepast door druk en snelheid hoofd.

De druk kan te wijten zijn aan de zwaartekracht, zoals bij stroming door de leidingen in een hydro-elektrische dam, of door opsluiting, zoals in een afgesloten watervoerende laag. De vergelijking voor het berekenen van hoofd kan worden geschreven als hoofdhis gelijk aan elevatiehoofdzplus drukkopΨplus snelheidshoofdv.​

De opvoerhoogte, hoewel een belangrijke factor bij het berekenen van leiding- en pompstromingen, is te verwaarlozen bij berekeningen van de piëzometrische opvoerhoogte van grondwater omdat de snelheid van het grondwater erg laag is.

Het bepalen van de piëzometrische hoogte wordt bereikt door de hoogte van het waterniveau in een put te meten. Piëzometrische totale opvoerhoogteberekeningen in grondwater gebruiken de formuleh=z+Ψwaarhbetekent totale hoogte of hoogte van het grondwaterpeil boven het referentiepunt, meestal zeeniveau, terwijlzvertegenwoordigt de hoogte hoofd enΨvertegenwoordigt de drukkop.

Het hoogtehoofd,z, is de hoogte van de bodem van een put boven het referentiepunt. De drukkop is gelijk aan de hoogte van de waterkolom erbovenz. Voor een meer of vijver,Ψis gelijk aan nul, dus de hydraulische of piëzometrische hoogte is gewoon gelijk aan de potentiële energie van de wateroppervlaktehoogte boven het referentiepunt. In een onbeperkte aquifer zal het waterpeil in de put ongeveer gelijk zijn aan het grondwaterpeil.

In afgesloten aquifers stijgt het waterpeil in putten echter boven het niveau van de beperkende rotslaag. De totale opvoerhoogte wordt direct gemeten aan het oppervlak van het water in de put. Het aftrekken van de hoogte van de bodem van de put van de hoogte van het wateroppervlak levert de drukhoogte op.

Het wateroppervlak in een put ligt bijvoorbeeld op een hoogte van 120 voet boven gemiddeld zeeniveau. Als de hoogte op de bodem van de put op 80 voet boven zeeniveau ligt, dan is de drukhoogte gelijk aan 40 voet.

De piëzometrische drukdefinitie laat zien dat de potentiële energie aan het oppervlak van een reservoir gelijk is aan de hoogte van het oppervlak van het meer boven een datum. In het geval van een hydro-elektrische dam kan het gebruikte referentiepunt het wateroppervlak net onder de dam zijn.

De totale opvoerhoogtevergelijking vereenvoudigt tot het hoogteverschil van het reservoiroppervlak en het uitstroomoppervlak. Als het reservoiroppervlak bijvoorbeeld 200 voet boven het rivierniveau direct onder de dam ligt, is het totale verval gelijk aan 200 voet.