Gradient hydraulique
Définition
Un gradient hydraulique est une ligne joignant les points les plus élevés de l'eau dans une série de tuyaux verticaux ouverts sortant d'une canalisation dans laquelle l'eau s'écoule sous pression. Il y a une perte hydraulique de charge hydraulique par unité de distance de débit.
Schéma de calcul du gradient hydraulique :
Le gradient hydraulique est la force motrice qui amène les eaux souterraines à se déplacer dans le sens d'une hauteur totale maximale décroissante
Explications
Le gradient hydraulique définit la pente du profil des niveaux statiques d'un système hydraulique. Il est calculé comme le rapport entre la différence de charge et la longueur du trajet de l'écoulement. Pour un écoulement en canal ouvert, le gradient hydraulique est la pente de la surface de l'eau considérée comme parallèle à l'écoulement.
Pour de l'eau souterraine non confinée, le gradient hydraulique est la pente de la surface de la nappe perpendiculaire à ses courbes de niveau; et pour de l'eau souterraine artésienne, c'est la pente de la surface prise perpendiculaire à ses courbes de niveau. On l'appelle également la loi de Darcy (pente Darcy).
En génie civil, il est la pente de la ligne de saturation dans une digue de terre mouillée, elle varie en général dans un rapport 4 :1 en sol argileux et 8 :1 en sol sableux.
Dans les zones non linéaires, la proportionnalité de la vitesse et du gradient hydraulique déterminée par Darcy ne peut pas toujours être observée dans les expériences.
Mesure (calcul)
Le gradient hydraulique est généralement exprimé en unités cohérentes, comme les mètres par mètre. Par exemple, si la différence de niveau d'eau dans deux puits distants de 1 000 mètres est de 2 mètres, le gradient est de 2/1 000 ou 0,002. Puisque la nappe phréatique ou la surface potentiométrique est un plan, la direction du mouvement des eaux souterraines et le gradient hydraulique doivent être déterminés par les informations de trois puits.
Les puits doivent exploiter le même aquifère et doivent avoir une profondeur et un intervalle filtrés similaires.
Mesure du gradient hydraulique :
Le gradient hydraulique fait référence au changement du niveau d'eau par unité de distance le long de la direction de la diminution maximale de la charge. En termes simples, il s'agit du taux de variation de la charge totale par unité de distance d'écoulement dans une direction particulière.
Mieux défini, le gradient hydraulique est la pente de la nappe phréatique ou de la surface potentiométrique, c'est-à-dire la variation du niveau d'eau par unité de distance le long de la direction de la diminution maximale de la tête. Elle est déterminée en mesurant le niveau d'eau dans plusieurs puits.
Le niveau d'eau dans un puits, généralement exprimé en pieds au-dessus du niveau de la mer, est la hauteur totale (ht), qui se compose de la hauteur (z) et de la pression (hp). L'équation est : ht = z + hp.
Synonymes, antonymes
2 synonymes (sens proche) de "gradient hydraulique" :
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