Isi
- Definisi Kepala Piezometrik
- Apa Yang Sebenarnya Piezometrik Kepala Ukur
- Menentukan Kepala Piezometrik di Air Tanah
- Menghitung Kepala Piezometrik di Bendungan PLTA
Air yang menggelegak dari tanah tampaknya benar-benar ajaib. Air yang mengalir menanjak melalui pipa tampaknya bertentangan dengan hukum gravitasi. Sementara ini mungkin tampak seperti peristiwa ajaib, mereka terjadi karena kepala piezometrik atau hidrolik.
Definisi Kepala Piezometrik
Itu definisi kepala piezometrik dari daftar istilah American Meteorological Society adalah "tekanan yang ada pada akuifer tertekan." Definisi berlanjut dengan menyatakan bahwa kepala piezometrik "... adalah ketinggian di atas datum plus kepala tekanan."
Permukaan piezometrik digambarkan sebagai "permukaan imajiner atau hipotetis tekanan piezometrik atau kepala hidraulik di seluruh atau sebagian dari akuifer tertekan atau semi-terkurung; dianalogikan dengan tabel air dari akuifer tak terbatas."
Sinonim kepala piezometrik termasuk kepala hidrolik dan tekanan kepala hidrolik. Permukaan piezometrik juga bisa disebut permukaan potensiometri. Kepala piezometrik adalah ukuran dari energi potensial air.
Apa Yang Sebenarnya Piezometrik Kepala Ukur
Kepala piezometrik secara tidak langsung mengukur energi potensial air dengan mengukur ketinggian air pada titik tertentu. Kepala piezometrik diukur dengan menggunakan ketinggian permukaan air di sumur atau ketinggian air di pipa tegak terpasang ke pipa yang mengandung air di bawah tekanan.
Kepala piezometer menggabungkan tiga faktor: energi potensial air karena ketinggian air di atas titik tertentu (biasanya rata-rata atau rata-rata permukaan laut), setiap energi tambahan yang diterapkan oleh tekanan dan kecepatan head.
Tekanan mungkin disebabkan oleh gravitasi, seperti dengan mengalir melalui pipa di bendungan hidroelektrik, atau dengan kurungan, seperti di akuifer terbatas. Persamaan untuk menghitung head dapat ditulis sebagai head h sama dengan ketinggian kepala z ditambah kepala tekanan Ψ ditambah kecepatan kepala v.
h = z + Ψ + v
Velocity head, sementara faktor penting dalam perhitungan aliran pipa dan pompa, dapat diabaikan dalam perhitungan head piezometrik air tanah karena kecepatan air tanah sangat lambat.
Menentukan Kepala Piezometrik di Air Tanah
Menentukan kepala piezometrik dilakukan dengan mengukur ketinggian permukaan air dalam sebuah sumur. Perhitungan total kepala piezometrik dalam air tanah menggunakan rumus h = z + Ψ dimana h berarti total kepala atau ketinggian permukaan air tanah di atas datum, biasanya permukaan laut, sementara z mewakili kepala elevasi dan Ψ mewakili kepala tekanan.
Kepala elevasi, z, adalah ketinggian bagian bawah sumur di atas datum. Head tekanan sama dengan ketinggian kolom air di atas z. Untuk danau atau kolam, Ψ sama dengan nol sehingga kepala hidrolik atau piezometrik sama dengan energi potensial dari ketinggian permukaan air di atas datum. Dalam akuifer bebas, level air di sumur kira-kira sama dengan level air tanah.
Namun, pada akuifer tertekan, permukaan air di sumur naik di atas permukaan lapisan batuan yang membatasi. Total head diukur langsung pada permukaan air di sumur. Mengurangi ketinggian dasar sumur dari ketinggian permukaan air menghasilkan tekanan.
Sebagai contoh, permukaan air di sumur terletak pada ketinggian 120 kaki di atas permukaan laut. Jika ketinggian di dasar sumur terletak di 80 kaki di atas permukaan laut rata-rata, maka kepala tekanan sama dengan 40 kaki.
Menghitung Kepala Piezometrik di Bendungan PLTA
Definisi tekanan piezometrik menunjukkan bahwa energi potensial pada permukaan reservoir sama dengan ketinggian permukaan danau di atas datum. Dalam kasus bendungan hidroelektrik, datum yang digunakan bisa menjadi permukaan air tepat di bawah bendungan.
Persamaan head total menyederhanakan perbedaan ketinggian dari permukaan reservoir dan permukaan outflow. Misalnya, jika permukaan waduk 200 kaki di atas permukaan sungai tepat di bawah bendungan, total kepala hidraulik sama dengan 200 kaki.