Conţinut
- Definiția capului piezometric
- Ce masoară capul piezometric
- Determinarea capului piezometric în apele subterane
- Calcularea capului piezometric în digurile hidroelectrice
Apa care se ridică de pe sol pare absolut magică. Apa care curge în sus prin conducte pare să contrazică legile gravitației. În timp ce acestea pot părea evenimente miraculoase, acestea apar din cauza cap piezometric sau hidraulic.
Definiția capului piezometric
definiția piezometrică a capului din glosarul Societății Meteorologice Americane este „presiunea care există într-un acvifer limitat.” Definiția continuă afirmând că capul piezometric "... este altitudinea de deasupra unei date plus capul de presiune."
Suprafața piezometrică este descrisă ca „o suprafață imaginară sau ipotetică a presiunii piezometrice sau a capului hidraulic pe toată sau o parte a unui acvifer confinat sau semi-confinat; analog cu nivelul apei unui acvifer neconfigurat."
Sinonimele piezometrice ale capului includ capul hidraulic și presiunea capului hidraulic. Suprafața piezometrică mai poate fi denumită suprafață potențiometrică. Capul piezometric este o măsură a energia potențială a apei.
Ce masoară capul piezometric
Capul piezometric măsoară indirect energia potențială a apei prin măsurarea înălțimii apei la un moment dat. Capul piezometric este măsurat folosind ridicarea suprafeței apei într-un puț sau înălțimea apei dintr-o bandă fixată pe o conductă care conține apă sub presiune.
Capul piezometrului combină trei factori: energia potențială a apei datorită înălțimii apelor peste un anumit punct (de obicei nivelul mării medii sau medii), orice energie suplimentară aplicată prin presiune și viteza capului.
Presiunea se poate datora gravitației, la fel ca în fluxul prin conducte într-un baraj hidroelectric sau prin închisoare, ca într-un acvifer limitat. Ecuația pentru calculul capului poate fi scrisă ca cap h este egal cu capul de înălțime z plus capul de presiune Ψ plus viteza capului v.
h = z + Ψ + v
Viteza de cap, în timp ce un factor important în calculul debitelor de conducte și pompe, este neglijabilă în calculele capului piezometric al apelor subterane, deoarece viteza apei subterane este foarte lentă.
Determinarea capului piezometric în apele subterane
Determinarea capului piezometric se realizează prin măsurarea creșterii nivelului apei într-un puț. Calculul piezometric al capului total în apele subterane utilizează formula h = z + Ψ Unde h înseamnă capul sau înălțimea totală a nivelului apei subterane deasupra datei, de obicei nivelul mării, în timp ce z reprezintă capul de ridicare și Ψ reprezintă capul de presiune.
Capul de ridicare, z, este înălțimea fundului unui puț deasupra datei. Capul de presiune este egal cu înălțimea coloanei de apă de deasupra z. Pentru un lac sau o baltă, Ψ este egal cu zero, deci capul hidraulic sau piezometric este egal cu energia potențială a înălțimii suprafeței apei deasupra datei. Într-un acvifer neconfinat, nivelul apei din puț va fi egal cu nivelul apei subterane.
Cu toate acestea, în acviferele limitate, nivelul apei din puțuri crește peste nivelul stratului de rocă. Capul total se măsoară direct la suprafața apei din puț. Scăzând altitudinea fundului puțului din altitudinea suprafeței apei produce capul de presiune.
De exemplu, suprafața apei dintr-o fântână se află la o înălțime de 120 de metri peste nivelul mării. Dacă altitudinea din partea de jos a puțului se află la 80 de metri peste nivelul mării, atunci capul de presiune este de 40 de metri.
Calcularea capului piezometric în digurile hidroelectrice
Definiția presiunii piezometrice arată că energia potențială la suprafața unui rezervor este egală cu ridicarea suprafeței lacurilor deasupra unei date. În cazul unui baraj hidroelectric, baza de date utilizată poate fi suprafața apei chiar sub baraj.
Ecuația totală a capului simplifică diferența de altitudine față de suprafața rezervorului și suprafața de ieșire. De exemplu, dacă suprafața rezervorului este la 200 de metri deasupra nivelului râului imediat sub baraj, capul hidraulic total este de 200 de metri.