Abstract
The objective of this study was to evaluate the stream depletion from groundwater pumping in deep aquifer using the Ward and Lough's analytical solution (2011) which considers a two-layer leaky aquifer system. The calculated results for each pumping from the 110 wells beside streams showed a wide range of non-dimensional stream depletion, that is the streamflow depletion rate divided by the groundwater pumping rate, from lower than 0.1 to more than 0.9 on average for 5 years depending on the specific properties of well location. From the comparison with Hunt's solution (1999) of a single layer aquifer, the Ward and Lough's solution showed about 50% lower than the Hunt's solution due to the difference of hydraulic properties between the first and second layers as well as the lagged effect of vertical leakance. It was also found that the groundwater pumping has a minor effect on the stream depletion if the stream depletion factor (SDF) of the 1st layer is higher than about 1,000 or the SDF of the 2nd layer is higher than about 100, or the vertical leakance is smaller than $10^{-5}s^{-1}$. Furthermore, in the present study, the variations of the stream depletion were assessed according to the magnitude of unmeasured hydraulic properties such as transmissivity and storage coefficient of the 1st layer, vertical hydraulic conductivity of the 2nd layer, the streambed hydraulic conductance.
본 연구에서는 2층 누수대수층 시스템에 관한 Ward and Lough (2011)의 해석해를 이용하여 심부대수층 양수로 인한 하천수 감소량을 분석하였다. 하천변에 위치한 110개 지하수 관정 각각에 대해 양수량 대비 하천수 감소량을 산정한 결과 양수기간 5년 동안 작게는 0.1미만에서 크게는 0.8을 초과하여 관정 위치에 따라 큰 차이를 나타내었다. 단일 대수층 구조에 대한 Hunt (1999) 해석해 적용 결과와의 비교를 통해서 Ward and Lough (2011)의 해석해로 구한 하천수 감소량은 두 층의 수리특성의 상이함과 연직 방향 지체의 영향으로 평균적으로 약 50 % 만큼 작게 산정되었다. 충적층에 대한 하천고갈인자가 약 1,000 보다 크거나 암반층의 하천고갈인자가 100보다 큰 경우, 또는 연직 누수계수가 $10^{-5}s^{-1}$보다 작을 경우에는 지하수 양수가 하천수 감소에 미치는 영향이 작은 것으로 분석되었다. 또한 미 측정값인 충적층의 투수량계수 및 저류계수, 충적층과 연결된 하천의 하상수리전도도, 암반층 연직수리전도도 등의 크기에 따른 하천수 감소량의 변동 특성을 평가하였다.
