Inhoud
- Piëzometrische hoofddefinitie
- Welke piëzometrische kop meet eigenlijk
- Piëzometrische kop in grondwater bepalen
- Piëzometrische kop berekenen in hydro-elektrische dammen
Water dat uit de grond borrelt lijkt ronduit magisch. Water dat door buizen omhoog stroomt lijkt de zwaartekrachtswetten tegen te spreken. Hoewel dit op miraculeuze gebeurtenissen lijkt, komen ze door piëzometrische of hydraulische kop.
Piëzometrische hoofddefinitie
De piëzometrische hoofddefinitie uit de woordenlijst van de American Meteorological Society is "de druk die bestaat in een ingesloten aquifer." De definitie gaat verder door te stellen dat de piëzometrische kop "... de hoogte boven een datum plus de drukkop is."
Het piëzometrische oppervlak wordt beschreven als "een denkbeeldig of hypothetisch oppervlak van de piëzometrische druk of hydraulische kop door de gehele of een deel van een ingesloten of semi-ingesloten aquifer; analoog aan het waterpeil van een onbeperkte aquifer."
Piëzometrische kopsynoniemen omvatten hydraulische kop en hydraulische kopdruk. Het piëzometrische oppervlak kan ook de potentiometrisch oppervlak. Piëzometrische kop is een maat voor de potentiële energie van water.
Welke piëzometrische kop meet eigenlijk
Piëzometrische kop meet indirect de potentiële energie van water door de hoogte van water op een bepaald punt te meten. Piëzometrische kop wordt gemeten met behulp van de hoogte van het wateroppervlak in een put of de hoogte van water in een standpijp bevestigd aan een pijp die water onder druk bevat.
Piëzometerkop combineert drie factoren: de potentiële energie van het water als gevolg van de waterhoogte boven een bepaald punt (meestal gemiddeld of gemiddeld zeeniveau), eventuele extra energie toegepast door druk- en snelheidskop.
De druk kan te wijten zijn aan de zwaartekracht, zoals bij stroming door de pijpen in een hydro-elektrische dam, of door opsluiting, zoals in een afgesloten aquifer. De vergelijking voor het berekenen van de kop kan worden geschreven als kop h is gelijk aan hoogte kop z plus drukkop Ψ plus snelheid hoofd v.
h = z + Ψ + v
Snelheidskop, hoewel een belangrijke factor in de berekeningen van de leiding- en pompstroming, is verwaarloosbaar in berekeningen van de piëzometrische kop van het grondwater omdat de snelheid van het grondwater zeer langzaam is.
Piëzometrische kop in grondwater bepalen
Het bepalen van de piëzometrische kop wordt bereikt door de hoogte van het waterniveau in een put te meten. Piëzometrische totale kopberekeningen in grondwater gebruiken de formule h = z + Ψ waar h betekent totale hoogte of hoogte van het grondwaterniveau boven het gegeven, meestal zeeniveau, terwijl z vertegenwoordigt de hoogtekop en Ψ vertegenwoordigt de drukkop.
De hoogte hoofd, z, is de hoogte van de bodem van een put boven het gegeven. De drukkop is gelijk aan de hoogte van de waterkolom erboven z. Voor een meer of vijver, Ψ is gelijk aan nul, dus de hydraulische of piëzometrische kop is gewoon gelijk aan de potentiële energie van de hoogte van het wateroppervlak boven het referentiepunt. In een onbeperkte aquifer zal het waterniveau in de put ongeveer gelijk zijn aan het grondwaterniveau.
In ingesloten aquifers stijgt het waterniveau in putten echter boven het niveau van de beperkende rotslaag. De totale opvoerhoogte wordt direct gemeten aan het wateroppervlak in de put. Het aftrekken van de hoogte van de bodem van de put van de hoogte van het wateroppervlak levert de drukkop op.
Het wateroppervlak in een put ligt bijvoorbeeld op een hoogte van 120 voet boven het gemiddelde zeeniveau. Als de hoogte aan de onderkant van de put op 80 voet boven het gemiddelde zeeniveau ligt, is de drukkop gelijk aan 40 voet.
Piëzometrische kop berekenen in hydro-elektrische dammen
De piëzometrische drukdefinitie laat zien dat de potentiële energie aan het oppervlak van een reservoir gelijk is aan de hoogte van het merenoppervlak boven een datum. In het geval van een hydro-elektrische dam kan het gebruikte gegeven het oppervlak van het water zijn, net onder de dam.
De totale kopvergelijking vereenvoudigt het verschil in hoogte vanaf het reservoiroppervlak en het uitstroomoppervlak. Als het reservoiroppervlak bijvoorbeeld 200 voet boven het rivierniveau direct onder de dam is, is de totale hydraulische kop gelijk aan 200 voet.