Tryckhöjden

Tryckhöjden, ofta kallad pressure head, är en komponent av det hydrauliska huvudet i ett poröst medium som representerar den potentiella energin per enhet vikt vatten som uppstår av vätskans tryck. Den definieras som höjden av en hypotetisk vattenkolonn som skulle ge upphov till samma tryck vid mätpunkten, och anges i meter vatten (m H2O). Tryckhöjden är relaterad till trycket p genom h_p = p / (ρ g), där ρ är vattendensiteten och g är gravitationsaccelerationen. Positiv tryckhöjd indikerar övertryck i vätskan, medan negativ tryckhöjd uppstår vid suctions i osättade zoner.

I grundläggande hydrogeologi och markfysik ingår tryckhöjden i det totala hydrauliska huvudet H, som ofta skrivs som H = z + h_p. Här är z elevationshöjden över någon referensnivå. Det hydrauliska huvudet driver flödet enligt Darcy’s lag, q = -K ∇H, där K är hydraulisk konduktivitet och ∇H är gradienten av det totala huvudet. Detta innebär att vatten rör sig från områden med högre H till lägre H.

Mätning av tryckhöjden sker vanligtvis med piezometrar för att mäta tryckdrivna höjder och med tensiometer för suction i osättade zoner. Tryckhöjden är central vid analys av grundvattenflöden, dränering, kontaminationsspridning och bevattningssystem. I praktiken varierar tryckhöjden med djup, vätskets tryckförhållanden och växelverkan mellan över- och undertryck i grundvattnet. Ett vanligt exempel är ett område där p ≈ 100 kPa ger h_p ≈ 10 meter vattenkolonn. Se även Darcy’s lag, piezometer, tensiometer och hydrauliskt huvud.