Yerden köpüren su düpedüz büyülü görünüyor. Borulardan yokuş yukarı akan su, yerçekimi yasalarıyla çelişiyor gibi görünüyor. Bunlar mucizevi olaylar gibi görünse de,piezometrik veya hidrolik kafa.
Piezometrik Kafa Tanımı
piezometrik kafa tanımıAmerikan Meteoroloji Derneği sözlüğünden "kapalı bir akiferde var olan baskı" dır. tanım, piezometrik yükün "... bir verinin üzerindeki yükseklik artı basınç olduğunu belirterek devam eder. kafa."
Piezometrik yüzey, "kapalı veya yarı sınırlı bir akiferin tamamı veya bir kısmı boyunca piezometrik basıncın veya hidrolik yükün hayali veya varsayımsal yüzeyi; serbest bir akiferin su tablasına benzer."
Piezometrik kafa eşanlamlıları, hidrolik kafa ve hidrolik kafa basıncını içerir. Piezometrik yüzey olarak da adlandırılabilir.potansiyometrik yüzey. Piezometrik kafa bir ölçüsüdürsuyun potansiyel enerjisi.
Piezometrik Kafa Gerçekte Neyi Ölçer?
Piezometrik kafa, belirli bir noktada suyun yüksekliğini ölçerek suyun potansiyel enerjisini dolaylı olarak ölçer. Piezometrik yük, bir kuyudaki su yüzeyinin yüksekliği veya basınç altında su içeren bir boruya bağlı bir dik borudaki suyun yüksekliği kullanılarak ölçülür.
Piezometre kafası üç faktörü birleştirir: suyun bir metrenin üzerindeki yüksekliği nedeniyle suyun potansiyel enerjisi. belirli bir nokta (genellikle ortalama veya ortalama deniz seviyesi), basınç ve hız tarafından uygulanan herhangi bir ek enerji kafa.
Basınç, bir hidroelektrik barajındaki borulardan geçen akışta olduğu gibi yerçekiminden veya kapalı bir akiferde olduğu gibi kapatmadan kaynaklanabilir. Kafa hesaplama denklemi kafa olarak yazılabilirhyükseklik kafasına eşittirzartı basınç kafasıΨartı hız kafasıv.
h=z+\Psi +v
Hız yüksekliği, boru ve pompa akış hesaplamalarında önemli bir faktör iken, yeraltı suyu hızının çok yavaş olması nedeniyle, yeraltı suyu piezometrik yük hesaplamalarında ihmal edilebilir.
Yeraltı Sularında Piezometrik Yüksekliğin Belirlenmesi
Piezometrik yüksekliğin belirlenmesi, bir kuyudaki su seviyesinin yüksekliği ölçülerek gerçekleştirilir. Yeraltı suyunda piezometrik toplam yük hesaplamaları formülü kullanırh=z+ΨneredehYeraltı suyu seviyesinin, genellikle deniz seviyesinden, referans noktası üzerindeki toplam yüksekliği veya yüksekliği anlamına gelir.zyükseklik başını temsil eder veΨbasınç kafasını temsil eder.
Yükselme başı,z, referans noktasının üzerindeki bir kuyunun dibinin yüksekliğidir. Basınç yüksekliği, yukarıdaki su sütununun yüksekliğine eşittirz. Bir göl veya gölet için,Ψsıfıra eşittir, bu nedenle hidrolik veya piyezometrik yük, referans noktasının üzerindeki su yüzeyi yüksekliğinin potansiyel enerjisine eşittir. Serbest bir akiferde kuyudaki su seviyesi yaklaşık olarak yeraltı suyu seviyesine eşit olacaktır.
Kapalı akiferlerde ise kuyulardaki su seviyesi, çevreleyen kaya tabakasının seviyesinin üzerine çıkar. Toplam yük doğrudan kuyudaki suyun yüzeyinde ölçülür. Kuyu dibinin su yüzeyinin yüksekliğinden çıkarılması, basınç yükünü verir.
Örneğin, bir kuyudaki su yüzeyi, ortalama deniz seviyesinden 120 fit yüksekliktedir. Kuyunun dibindeki yükseklik ortalama deniz seviyesinden 80 feet yukarıdaysa, basınç yüksekliği 40 feet'e eşittir.
Hidroelektrik Barajlarda Piezometrik Yüksekliğin Hesaplanması
Piezometrik basınç tanımı, bir rezervuarın yüzeyindeki potansiyel enerjinin, bir verinin üzerindeki göl yüzeyinin yüksekliğine eşit olduğunu gösterir. Bir hidroelektrik baraj durumunda, kullanılan veri barajın hemen altındaki su yüzeyi olabilir.
Toplam yük denklemi, rezervuar yüzeyinden ve çıkış yüzeyinden yükseklik farkını basitleştirir. Örneğin, rezervuar yüzeyi, barajın hemen altındaki nehir seviyesinden 200 fit yukarıdaysa, toplam hidrolik yük 200 fit'e eşittir.