Зміст
- П'єзометричне визначення голови
- Що насправді вимірює п'єзометрична голова
- Визначення п'єзометричної головки в підземних водах
- Розрахунок п'єзометричної головки у гідроелектричних дамбах
Вода, що кипить з землі, здається магічною. Вода, що тече в гору по трубах, здається, суперечить законам сили тяжіння. Хоча це може здатися чудодійними подіями, вони відбуваються через п’єзометрична або гідравлічна головка.
П'єзометричне визначення голови
The визначення п'єзометричної голови з глосарію Американського метеорологічного товариства - це "тиск, що існує в обмеженому водоносному шарі". Визначення продовжується, заявивши, що п'єзометрична голівка "... це висота над датою плюс напорна головка".
П'єзометрична поверхня описується як "уявна або гіпотетична поверхня п'єзометричного тиску або гідравлічної головки по всьому або частини обмеженого або напівзамиканого водоносного горизонту; аналогічно водному столу неочищеного водоносного горизонту".
П'єзометричні синоніми головки включають гідравлічну головку та гідравлічний тиск на головку. П'єзометрична поверхня може називатися також потенціометрична поверхня. П'єзометрична голова - це міра потенційна енергія води.
Що насправді вимірює п'єзометрична голова
П'єзометрична головка опосередковано вимірює потенційну енергію води, вимірюючи висоту води в заданій точці. П'єзометрична головка вимірюється за допомогою висоти поверхні води в свердловині або висоти води в стояковій трубі, прикріпленій до труби, що містить воду під тиском.
П'єзометрична головка поєднує три фактори: потенційну енергію води через висоту води над заданою точкою (як правило, середню або середню величину моря), будь-яку додаткову енергію, що застосовується напором і швидкістю голови.
Тиск може бути зумовлений силою тяжіння, як з потоком по трубах в гідроелектричній греблі, або з ув'язненням, як у обмеженому водоносному горизонті. Рівняння для обчислення голови можна записати як голову год дорівнює висоті голови z плюс напорна головка Ψ плюс швидкість голови v.
h = z + Ψ + v
Головка швидкості, хоча є важливим фактором у розрахунках витрати труби та насоса, незначна при розрахунках п'єзометричної головки підземних вод, оскільки швидкість ґрунтових вод дуже повільна.
Визначення п'єзометричної головки в підземних водах
Визначення п’єзометричної головки здійснюється шляхом вимірювання висоти рівня води в свердловині. П'єзометричні підрахунки загальної кількості голови в підземних водах використовують формулу h = z + Ψ де год означає загальну голівку або висоту рівня ґрунтових вод над датою, як правило, рівень моря, в той час як z являє собою висоту голови і Ψ являє собою напірну головку.
Голова висоти, z, - висота дна колодязя над датою. Напірний напор дорівнює висоті водяного стовпа вище z. Для озера чи ставу, Ψ дорівнює нулю, тому гідравлічна або п'єзометрична головка просто дорівнює потенційній енергії висоти поверхні води над датою. У неочищеному водоносному шарі рівень води в свердловині буде приблизно рівний рівню ґрунтових вод.
Однак у обмежених водоносних шарах рівень води в колодязях піднімається вище рівня обмеженого гірського шару. Загальна голівка безпосередньо вимірюється на поверхні води в свердловині. Віднімаючи висоту дна свердловини від висоти водної поверхні, виходить напірний напор.
Наприклад, поверхня води в колодязі лежить на висоті 120 футів над середнім рівнем моря. Якщо висота на дні свердловини лежить на відстані 80 футів над середнім рівнем моря, то напірний напор дорівнює 40 футів.
Розрахунок п'єзометричної головки у гідроелектричних дамбах
Визначення п'єзометричного тиску показує, що потенційна енергія на поверхні водойми дорівнює висоті поверхні озер над датою. Що стосується гідроелектричної греблі, використовуваною датою може бути поверхня води трохи нижче греблі.
Загальне рівняння голови спрощується до різниці висот від поверхні резервуара та поверхні відтоку. Наприклад, якщо поверхня водосховища знаходиться на відстані 200 футів над рівнем річки безпосередньо під греблею, загальна гідравлічна головка дорівнює 200 футів.