Abstract
In this study, Hunt's analytical solution and Ward & Lough's analytical solution for two-layered leaky aquifer system were used to estimate stream depletions due to shallow and deep groundwater pumping, and their differences were compared. Depending on the combination of the separation distance between the stream and the well, the transmissivity and the storage coefficient of the aquifer, and the leakage coefficient between the upper and lower layers, the stream depletion, which is the amount of stream water reduction compared to the amount of groundwater pumping, for each of 45,000 cases was calculated for both shallow and deep groundwater pumping, and the differences were analyzed quantitatively. When the leakage coefficient was very small, with a value of 10-61/d, the difference in the average five-year stream depletion due to the pumping of shallow and deep groundwater showed a large deviation of up to 0.9 depending on the given hydraulic characteristics; this value exponentially decreased as the stream depletion factor (SDF) increased. This exponential relationship gradually weakened as the leakage coefficient increased due to interaction effects between layers, resulting in a small difference of up to 0.2 when the leakage coefficient reached 10-31/d. Under the condition of greater interlayer hydraulic connectivity, there was little influence of the depth of groundwater pumping on the stream water reduction.
본 연구에서는 2층 누수대수층 시스템에 관한 Hunt 해석해와 Ward and Lough 해석해를 이용하여 천부지하수 양수 및 심부지하수 양수로 인한 하천수 감소량을 산정하고 그 차이를 비교, 분석하였다. 하천과 관정간의 이격거리, 대수층의 투수량계수와 저류계수, 상부층과 하부층간의 누수계수의 조합에 따라 총 45,000가지 경우에 대해 지하수 양수량 대비 하천수 감소량인 하천수 감소비를 천부와 심부지하수 양수 각각에 대해 산정하고 그 차이를 정량적으로 분석하였다. 층간 누수계수가 10-61/d로 매우 작은 경우 천부 및 심부지하수 양수로 인한 5년 평균 하천수 감소비의 차이는 수리특성조건에 따라 최대 0.9로 큰 편차를 보이고 천부대수층의 하천고갈인자(SDF)와 지수함수적 감소 관계가 지배적으로 나타났다. 이러한 하천수 감소비의 차이는 층간 누수계수가 증가함에 따라 층간 상호작용 영향으로 SDF 값과의 지수함수적 관계가 점차 둔화되고 누수계수가 10-31/d이 되면 최대 0.2의 작은 차이가 발생하여 층간 수리적 연결성이 큰 조건에서는 하천수 감소에 미치는 지하수 양수 심도의 영향은 거의 없는 것으로 분석되었다.
