Vann som bobler opp fra bakken virker rett og slett magisk. Vann som strømmer oppoverbakke gjennom rør ser ut til å være i strid med tyngdekraftens lover. Selv om disse kan virke som mirakuløse hendelser, oppstår de pgapiezometrisk eller hydraulisk hode.
Definisjon av piezometrisk hode
Depiezometrisk hodedefinisjonfra ordlisten fra American Meteorological Society er "trykket som eksisterer i en begrenset akvifer." De definisjon fortsetter med å si at piezometrisk hode "... er høyden over et datum pluss trykket hode."
Den piezometriske overflaten er beskrevet som "en imaginær eller hypotetisk overflate av det piezometriske trykket eller det hydrauliske hodet gjennom hele eller deler av en begrenset eller halvt begrenset akvifer; analogt med vanntabellen til en ikke-begrenset akvifer. "
Piezometriske hode synonymer inkluderer hydraulisk hode og hydraulisk hode trykk. Den piezometriske overflaten kan også kallespotensiometrisk overflate. Piezometrisk hode er et mål påpotensiell energi av vann.
Hva måler det piezometriske hodet faktisk
Piesometrisk hode måler indirekte vannens potensielle energi ved å måle vannhøyden på et gitt punkt. Piesometrisk hode måles ved å bruke vannoverflaten i en brønn eller vannhøyden i en rørledning festet til et rør som inneholder vann under trykk.
Piezometerhode kombinerer tre faktorer: vannets potensielle energi på grunn av vannhøyden over en gitt punkt (vanligvis gjennomsnittlig eller gjennomsnittlig havnivå), eventuell tilleggsenergi brukt av trykk og hastighet hode.
Trykket kan skyldes tyngdekraften, som med strømning gjennom rørene i en vannkraftdamme, eller ved inneslutning, som i en begrenset akvifer. Ligningen for å beregne hode kan skrives som hodehtilsvarer høydehodezpluss trykkhodeΨpluss hastighetshodev.
h = z + \ Psi + v
Hastighetshode, selv om det er en viktig faktor i beregninger av rør- og pumpestrømning, er ubetydelig i beregninger av piezometrisk hode i grunnvann fordi hastigheten på grunnvannet er veldig langsom.
Bestemme piezometrisk hode i grunnvann
Bestemmelse av piezometrisk hode oppnås ved å måle høyden på vannstanden i en brønn. Piesometrisk totalhodeberegning i grunnvann bruker formelenh = z + Ψhvorhbetyr total hode eller høyde på grunnvannsnivået over utgangspunktet, vanligvis havnivå, menszrepresenterer høydehode ogΨrepresenterer trykkhodet.
Høydehodet,z, er høyden på bunnen av en brønn over datoen. Trykkhodet tilsvarer høyden på vannsøylen overz. For en innsjø eller dam,Ψer lik null, så det hydrauliske eller piezometriske hodet rett og slett tilsvarer den potensielle energien til vannoverflatehøyden over utgangspunktet. I en ikke-begrenset akviferer vil vannstanden i brønnen tilnærmet være lik grunnvannsnivået.
I begrensede akviferer stiger imidlertid vannstanden i brønner over nivået til det begrensende berglaget. Det totale hodet måles direkte på vannoverflaten i brønnen. Å trekke høyden på bunnen av brønnen fra høyden på vannoverflaten gir trykkhodet.
For eksempel ligger vannoverflaten i en brønn i en høyde på 120 fot over gjennomsnittlig havnivå. Hvis høyden på bunnen av brønnen ligger 80 fot over gjennomsnittlig havnivå, er trykkhodet lik 40 fot.
Beregning av piezometrisk hode i vannkraft
Den piezometriske trykkdefinisjonen viser at den potensielle energien på overflaten av et reservoar er lik høyden på innsjøens overflate over et referansedatum. Når det gjelder vannkraft, kan utgangspunktet være vannoverflaten rett under demningen.
Den totale hodeligningen forenkler til forskjellen i høyde fra reservoaroverflaten og utstrømningsflaten. For eksempel, hvis reservoaroverflaten er 200 fot over elvenivået rett under demningen, er det totale hydrauliske hodet 200 fot.