대수층의 종류 및 분류

대수층의 종류 및 분류

대수층(함수층, 지하수의 저수지, aquifer)이란 지층 중에서 투수성이 있으며 물로 포화되어 있고, 상당한 양의 물을 배출할 수 있을 만큼 충분한 투수성과 수리적 연속성을 가지고 있는 지층을 말한다.(예, 미고결 상태의 모래나 자갈 등으로 이루어진 지층) 이러한 대수층은 지하수의 부존 공간 및 채수를 위한 공간 틈이 발달해야 하며 균질한 등방성 대수층을 이상적 대수층이라 한다.

대수층은 지하수면에 따라 자유면대수층(Unconfined Aquifer)과 피압대수층(Confined Aquifer)으로 크게 구분된다.

지하수의 산출특성과 대수층의 형태

 

(1) 자유면대수층(unconfined aquifer)

① 대수층의 지하수면의 압력이 대기압과 동일한 대수층.

② 자유면 대수층에서는 지하수면이 상부 경계가 되며, 하부는 불투수층이 경계를 이룸. 자유면 대수층의 두께는 지하수위의 변동에 따라 자유롭게 변화 되며, 지하수의 충진은 강우 등의 지표침투에 의해 이루어 짐.


(2) 피압대수층(confined aquifer)

① 포화대 내의 상·하부가 불투수층으로 피복되어 피압층을 이루어 대수층의 최상부의 압력이 대기압보다 높은 구속 대수층.

② 피압대수층 내의 지하수압은 일반적으로 대기압보다 크기 때문에 피압면(Piezometric surface)은 대수층의 상부경계보다 높은 지점에 형성되고 피압면은 가상의 면으로서 피압대수층내에 많은 관측 공을 설치했을 경우 각 관측공의 수위를 연결한 면을 말함.

③ 피압대수층 중에는 피압면이 지표보다 높은 곳에 형성되는 경우가 있는데 이러한 대수층에 우물을 설치하면 인위적인 양수 없이도 지하수가 지상으로 분출하게 되며, 이를 자분정(Artesian well)이라함. 피압대수층의 충진은 지표와 가까운 자유면 대수층을 통하여 이루어짐.


(3) 부유대수층(perched aquifer)

① 부분적인 난대수층의 존재로 인해 주 지하수면 보다 높은 위치에 지하수를 함유하고 있는 대수층

② 부유대수층은 비교적 은 면적의 불투수층 위에 발생하는 대수층으로서 지하수면과 지표사이에 존재하며, 일정한 지하수 공급원이 없기 때문에 비교적 짧은 시간 동안만 존재하는 일종의 자유면대수층임.


(4) 누수 대수층(참고)

① 피압 대수층이나 자유면 대수층에서 상하의 불투수층들로부터 물이 새어 나가거나 들어오는 대수층

② 대수층의 종류에 관계없이 대수층 상하부의 경계를 이루는 누수피압층을 통하여 지하수의 이동이 발생하는 대수층을 누수대수층이라고 함. 누수피압층의 구별은 명확하지는 않으나 주대수층에 비해 두께가 상대적으로 얇고 수리전도도가 매우 낮은 지층을 누수피압층으로 간주할 수 있음.


(5) 기타

그 외 지층 중에는 투수성이 매우 낮아 대수층으로 고려할 수 없는 것들이 있는데 이를 투수성이 낮은 순서로 분류하면 다음과 같음.

① 준(반)대수층 혹은 지연대수층(Semi-permeable layer or Aquitard) : 물로 포화 되어 있지만 아주적은 양의 물만이 이동되거나 산출될 수 있는 지층. 대수층에 비해 상당히 낮은 투수성을 나타내나 인접한 대수층간의 지하수 이동에 대한 통로 역할을 하며, 상당한 양의 물을 포함함. ex) 모래질 점토

② 난대수층(Very weakly permeable layer or Aquiclude) : 물을 포함하고 있을 수 있으나, 보통의 현지조건하에서는 다량의 물을 통과시킬 수 없는 불투수성 지층. ex) 점토층

③ 불투수층(Truly impermeable layer or Aquifuge) : 물을 포함하지도 않고 통과시키지도 않는 불투수성 지층. ex) 결정질 암석