Estimation of optimal pumping rate, well efficiency and radius of influence using step-drawdown tests

단계양수시험을 이용한 최적 양수량, 우물효율 및 영향반경 산정

  • Received : 2010.03.29
  • Accepted : 2010.05.13
  • Published : 2010.06.30

Abstract

Optimal pumping rate, well efficiency and radius of influence were estimated using field step-drawdown tests. According to the analysis results, optimal pumping rates were estimated as 9.37, 16.20 $m^3/day$ for KDPW 1 and 8.11, 14.10 $m^3/day$ for KDPW 2. The well efficiency was calculated as 72.02~90.73% for KDPW 1 while it was 70.62~88.52% for KDPW 2. In the meanwhile, the steady-state analysis yielded the radius of influence (ROI) of 3.50~31.92 m in case of pumping at KDPW 1 and the ROI of 0.14~37.43 m in case of pumping at KDPW 2. In addition, the transient analysis produced the ROI of 0.02~8.34 m for KDPW 1 pumping and the ROI of 0.24~9.68 m for KDPW 2 pumping. The methodology used in this study can be usefully applied in the pump and treat remediation design for contaminated groundwater.

본 연구에서는 현장에서 수행한 단계양수시험을 이용하여 최적 양수량, 우물효율 및 양수 영향반경을 산정하였다. 시험결과 최적 양수량은 KDPW 1, KDPW 2에서 수위강하가 0.5, 1.0 m 일어났을 때 각각 9.37, 16.20 $m^3/day$과 8.11, 14.10 $m^3/day$으로 계산되었다. 또 우물효율은 KDPW 1에 대하여 72.02~90.73%의 효율을 그리고 KDPW 2에 대하여 70.62~88.52%의 효율을 보였다. 한편 정류상태 해석으로 영향반경은 KDPW 1에서 양수하였을 경우 관측정에서 3.50~31.92 m로 계산되었다. 또 KDPW 2에서 양수하였을 경우 관측정에서 영향반경이 0.14~37.43 m로 산정되었다. 부정류 해석결과에 따르면 KDPW 1에서 양수하였을 경우 관측정에서 영향반경이 0.02~8.34 m로 계산되었다. 그리고 KDPW 2에서 양수하였을 경우 관측정에서 영향반경이 0.24~9.68 m로 계산되었다. 본 연구에서 적용한 방법론은 오염지하수 양수처리법의 설계에 실용적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

Keywords

References

  1. 강원도, 2005, 원주시 우산공단 일대 토양 및 지하수오염복원을 위한 정밀조사 및 본설계용역보고서, 한국수자원공사, 309p.
  2. 원주시, 2003, 원주시 우산공단 및 중앙동 일대 토양 및 지하수 정밀조사 보고서, 환경관리공단, 140p.
  3. 이진용, 김성준, 박경우, 유동렬, 천정용, 김용철, 김태희, 박영진, 이강근, 1999, 현장수리시험 지침서, 서울대학교 수리지구환경연구실, 72p.
  4. 조윤주, 이진용, 이명재, 김형수, 2010a, TCE 오염 지하 수질 특성 및 오염물질에 대한 군집분석, 지질학회지, 46, 49-60.
  5. 조윤주, 이진용, 천정용, 전성천, 권형표, 2010b, 순간수 위변화시험, 단공양수시험 및 단계양수시험을 통한 추정 수리상수 비교, 지질공학회지, 20, 203-212
  6. 한국수자원공사, 2006, 지하수 오염복원 실시설계 용역: 지하수 오염조사 및 자연저감 평가 보고서, 한국수자원공사, 24p.
  7. 한국지질자원연구원, 1989, 원주도폭 지질보고서(1 : 50,000).
  8. 한정상, 1998, 지하수 환경과 오염, 박영사, 1071p.
  9. Baek, W. and Lee, J.Y., 2010, Source apportionment of trichloroethylene in groundwater of the industirial complex in Wonju, Korea: a 15-year dispute and perspective, Water and Environ. J. (in press).
  10. Bierschenk, W.H., 1963, Determining well efficiency by multiple step-drawdown tests. International Association of Scientific Hydrology, 64, 493-507.
  11. Cooper, H.H. and Jacob, C.E., 1946, A generalized graphical method for evaluating formation constants and summarizing well field history, Amer. Geophys. Union Trans., 27, 526-534. https://doi.org/10.1029/TR027i004p00526
  12. Dawson, K.J. and Istok, J.D., 1991, Aquifer testing: design and analysis of pumping and slug tests, Lewis Publishers, 344p.
  13. Driscoll, F.G., 1986, Groundwater and wells, Johnson Div., 1089p.
  14. Jacob, C.E., 1947, Drawdown test to determine effective radius of artesian well, Trans. Amer. Soc. Civil Engrs., 112, 1047-1070.
  15. Jacob, C.E., 1950, Flow of ground-water, Engineering hydraulics, John Wiely, 321-386.
  16. Jo, Y.J., Lee, J.Y., Yi, M.J., Kim, H.S., and Lee, K.K., 2010, Soil contamination with TCE in an industrial complex: contamination levels and implication for groundwater contamination. Geosci. J. (in revision).
  17. Kasenow, M., 1997, Applied ground-water hydrology and well hydraulics, Water Resources Publications, LLC, 856p.
  18. Kruseman, G.P. and de Ridder, N.A. 1991, Analysis and evaluation of pumping test data, International Institute of Land Reclamation and Improvement, 377p.
  19. Park, D.K., Ko, N.Y., and Lee, K.K., 2007, Optimal groundwater remediation design considering effects of natural attenuation processes: pumping strategy with enhancednatural- attenuation, Geosci. J., 11, 377-385. https://doi.org/10.1007/BF02857053
  20. Rorabaugh, M.I., 1953, Graphical and theoretical analysis of step-drawdown test of artesian well, Proc. Amer. Soc. Civil Engrs., 79, p. 23.
  21. Skinner, A.C., 1988, Practical experience of borehole performance evaluation, J. Inst. Water Environ. Manage., 2, 332-340. https://doi.org/10.1111/j.1747-6593.1988.tb01298.x
  22. Thiem, A., 1887, Verfahren fur Naturliche Grundwasserge-schwindigkeiten (Methods to evaluate natural groundwater velocities), Polyt Notizblatt, 42, 229p.
  23. USEPA (United States Environmental Protection Agency), 1996, Pump-and-treat ground-water remediation, USEPA/625/R-95/005, 74p.
  24. Wong, J.H.C., Lim, C.H., and Nolen, G.L., 1997, Design of remediation systems, Lewis Publishers, 263p.