A água borbulhando do solo parece absolutamente mágica. A água que flui morro acima através dos canos parece contradizer as leis da gravidade. Embora possam parecer eventos milagrosos, eles ocorrem devido acabeça piezométrica ou hidráulica.
Definição de Cabeça Piezométrica
Odefinição de cabeça piezométricado glossário da American Meteorological Society é "a pressão que existe em um aqüífero confinado." O a definição continua afirmando que a cabeça piezométrica "... é a elevação acima de um dado mais a pressão cabeça."
A superfície piezométrica é descrita como "uma superfície imaginária ou hipotética da pressão piezométrica ou carga hidráulica em todo ou parte de um aquífero confinado ou semiconfinado; análogo ao lençol freático de um aquífero não confinado. "
Os sinônimos de cabeçote piezométrico incluem cabeçote hidráulico e pressão de cabeçote hidráulico. A superfície piezométrica também pode ser chamada desuperfície potenciométrica. A cabeça piezométrica é uma medida doenergia potencial da água.
O que a cabeça piezométrica realmente mede
A cabeça piezométrica mede indiretamente a energia potencial da água medindo a altura da água em um determinado ponto. A altura piezométrica é medida usando a elevação da superfície da água em um poço ou a altura da água em um cano vertical conectado a um cano contendo água sob pressão.
A cabeça do piezômetro combina três fatores: a energia potencial da água devido à altura da água acima de um dado ponto (geralmente nível médio ou médio do mar), qualquer energia adicional aplicada por pressão e velocidade cabeça.
A pressão pode ser devida à gravidade, como no escoamento pela tubulação em uma barragem hidrelétrica, ou por confinamento, como em um aquífero confinado. A equação para calcular a cabeça pode ser escrita como cabeçahé igual a altura de elevaçãozmais cabeça de pressãoΨmais cabeça de velocidadev.
h = z + \ Psi + v
A altura manométrica, embora seja um fator importante nos cálculos do fluxo da tubulação e da bomba, é insignificante nos cálculos da carga piezométrica da água subterrânea porque a velocidade da água subterrânea é muito lenta.
Determinando a carga piezométrica em águas subterrâneas
A determinação da altura piezométrica é realizada medindo a elevação do nível da água em um poço. Cálculos piezométricos de carga total em águas subterrâneas usam a fórmulah = z + ΨOndehsignifica cabeça ou altura total do nível do lençol freático acima do datum, geralmente o nível do mar, enquantozrepresenta a cabeça de elevação eΨrepresenta a cabeça de pressão.
A cabeça de elevação,z, é a altura do fundo de um bem acima do datum. A cabeça de pressão é igual à altura da coluna de água acimaz. Para um lago ou lagoa,Ψé igual a zero, então a cabeça hidráulica ou piezométrica simplesmente é igual à energia potencial da altura da superfície da água acima do datum. Em um aquífero não confinado, o nível da água no poço será aproximadamente igual ao nível do lençol freático.
Em aqüíferos confinados, entretanto, o nível da água nos poços sobe acima do nível da camada de rocha confinante. A carga total é medida diretamente na superfície da água no poço. Subtrair a elevação do fundo do poço da elevação da superfície da água resulta na queda de pressão.
Por exemplo, a superfície da água em um poço está a uma altitude de 36 metros acima do nível médio do mar. Se a elevação na parte inferior do poço estiver a 80 pés acima do nível médio do mar, a carga de pressão será igual a 40 pés.
Cálculo da carga piezométrica em barragens hidrelétricas
A definição de pressão piezométrica mostra que a energia potencial na superfície de um reservatório é igual à elevação da superfície do lago acima de um datum. No caso de uma barragem hidrelétrica, o datum usado pode ser a superfície da água logo abaixo da barragem.
A equação da carga total simplifica a diferença na elevação da superfície do reservatório e a superfície de escoamento. Por exemplo, se a superfície do reservatório estiver 200 pés acima do nível do rio imediatamente abaixo da barragem, a carga hidráulica total é igual a 200 pés.