지하수 양수시험

양수시험이란

지하수 양수시험은 우물에서 일정한 유량으로 물을 뽑아 수위강하를 재는 현장시험이다.

이 시험으로 대수층의 투수량계수와 저류계수 같은 수리상수를 구한다.

그 결과는 취수정의 적정 양수량을 정하는 입력자료가 된다.

수위저하의 모양

양수정에서 물을 뽑으면 주변 수위가 내려가 원뿔 모양으로 움푹 팬다.

이 면을 원뿔형 수위저하라 하고, 수위강하 s는 양수 전 수위와 양수 중 수위의 차다.

관측정의 수위강하를 시간에 따라 재면 대수층의 성질이 드러난다.

그래서 양수시험은 관측정 자료로 대수층을 역산하는 시험이다.

수위강하 식과 수리상수

양수시험의 해석은 시간에 따라 변하는 수위를 다루는 Theis 해법에 기초한다.

s는 수위강하, Q는 양수량, T는 투수량계수, S는 저류계수다.

수리전도도 K는 투수량계수 T를 대수층 두께 b로 나눈 값이다.

결국 관측한 수위강하로 T와 S를 역산하는 것이 양수시험의 목표다.

양수시험의 세 가지 유형

양수시험은 목적과 양수 조건에 따라 세 가지로 나뉜다.

일정양수량시험은 양수량을 일정하게 두고 수위강하의 시간 변화를 재어 수리상수를 구한다.

단계양수시험은 양수량을 단계별로 높여 우물 손실 특성과 적정 양수량을 구한다.

회복시험은 양수를 끝낸 뒤 지하수위가 회복되는 곡선을 해석한다.

우물손실과 대수층손실

수위강하는 대수층손실 BQ와 우물손실 CQ²의 합으로 나타난다.

대수층손실은 양수량에 비례하고, 우물손실은 양수량의 제곱에 비례한다.

가상 예에서 Q가 500에서 1000이 되면 우물손실은 1.0 m, 총 강하는 4.5 m다.

그러면 우물손실은 총 강하의 약 22%다. 이 비율로 한계 양수량을 판단한다.

정리와 흔한 실수

앞 문제의 정답은 4배다. 우물손실은 양수량의 제곱에 비례하기 때문이다.

시험에서 가장 흔한 실수는 시험 목적과 시험 종류를 섞는 것이다.

해석식은 균질·등방·무한 피압대수층을 가정하므로 이 가정을 함께 적어야 한다.

정리하면 수리상수는 일정양수량시험, 적정 양수량은 단계양수시험으로 구한다.