Obsah
- Piezometrická definícia hlavy
- Čo Piezometrická hlava vlastne meria
- Stanovenie piezometrickej hlavy v podzemnej vode
- Výpočet piezometrickej hlavy v hydroelektrických priehradách
Voda, ktorá bublala zo zeme, sa zdá byť úplne magická. Zdá sa, že voda prúdiaca do kopca potrubím je v rozpore so zákonmi gravitácie. Aj keď sa tieto môžu javiť ako zázračné udalosti, vyskytujú sa v dôsledku piezometrická alebo hydraulická hlava.
Piezometrická definícia hlavy
piezometrická definícia hlavy z glosára Americkej meteorologickej spoločnosti je „tlak, ktorý existuje v obmedzenom kolektore.“ Definícia pokračuje tvrdením, že piezometrická hlava „... je výška nad vzťažným bodom plus tlaková hlava.“
Piezometrický povrch je opísaný ako „imaginárny alebo hypotetický povrch piezometrického tlaku alebo hydraulickej hlavy v celom alebo časti uzavretého alebo polouzavretého kolektora; analogický k hladine podzemnej vody nepochopeného kolektora.“
Piezometrické synonymá hlavy zahŕňajú hydraulickú hlavu a tlak hydraulickej hlavy. Piezometrický povrch sa môže tiež nazývať potenciometrický povrch, Piezometrická hlava je mierou potenciálna energia vody.
Čo Piezometrická hlava vlastne meria
Piezometrická hlava nepriamo meria potenciálnu energiu vody meraním výšky vody v danom bode. Piezometrická výška sa meria pomocou výšky vodnej hladiny v studni alebo výšky vody v stúpacej trubici pripojenej k rúrke obsahujúcej vodu pod tlakom.
Hlava piezometra kombinuje tri faktory: potenciálnu energiu vody spôsobenú výškou vody nad daným bodom (zvyčajne priemernú alebo priemernú hladinu mora), každú ďalšiu energiu aplikovanú tlakovou a rýchlostnou hlavou.
Tlak môže byť spôsobený gravitáciou, ako pri prietoku cez potrubie vo vodnej priehrade alebo uzavretím, ako je to v uzavretom zvodni. Rovnica na výpočet hlavy sa dá písať ako hlava hod rovná sa výška hlavy z plus tlaková hlava Ψ plus rýchlosť hlavy v.
h = z + Ψ + v
Hlava rýchlosti, hoci je dôležitým faktorom pri výpočte prietoku potrubia a čerpadla, je pri výpočtoch piezometrickej hlavy podzemnej vody zanedbateľná, pretože rýchlosť podzemnej vody je veľmi nízka.
Stanovenie piezometrickej hlavy v podzemnej vode
Určenie piezometrickej hlavy sa dosahuje meraním zvýšenia hladiny vody v studni. Piezometrické výpočty celkovej výšky hlavy v podzemnej vode používajú tento vzorec h = z + Ψ kde hod je celková výška alebo výška hladiny podzemnej vody nad referenčným bodom, zvyčajne hladina mora, zatiaľ čo z predstavuje výškovú hlavu a Ψ predstavuje tlakovú hlavu.
Výšková hlava, z, je výška dna jamky nad referenčným bodom. Tlaková hlava sa rovná výške vodného stĺpca nad ňou z, Pre jazero alebo rybník Ψ sa rovná nule, takže hydraulická alebo piezometrická hlava sa jednoducho rovná potenciálnej energii výšky vodnej hladiny nad referenčným bodom. V neohraničenom kolektori sa hladina vody v studni približne rovná hladine podzemnej vody.
V obmedzených kolektoroch však hladina vody v studniach stúpa nad hladinu obmedzujúcej vrstvy hornín. Celková výška hlavy sa meria priamo na hladine vody v studni. Odpočítaním vyvýšenia dna studne od vyvýšenia vodnej hladiny sa získa tlaková hlava.
Napríklad vodná hladina v studni leží vo výške 120 stôp nad priemernou hladinou mora. Ak prevýšenie na dne studne leží vo výške 80 stôp nad priemernou hladinou mora, potom sa tlaková hlava rovná 40 stôp.
Výpočet piezometrickej hlavy v hydroelektrických priehradách
Piezometrická definícia tlaku ukazuje, že potenciálna energia na povrchu nádrže sa rovná výške povrchu jazier nad referenčným bodom. V prípade vodnej priehrady môže byť použitým údajom hladina vody tesne pod priehradou.
Celková rovnica hlavy zjednodušuje rozdiel v nadmorskej výške od povrchu nádrže a odtokovej plochy. Napríklad, ak je povrch nádrže 200 stôp nad úrovňou rieky bezprostredne pod hrádzou, celková hydraulická výška sa rovná 200 stôp.