지하수위

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1. 개요
2. 형성
- 2.1. 지형과의 관계
- 2.2. 천부 지하수위 (Perched water table)
3. 변동
4. 작물 수확에 끼치는 영향
5. 건설에 미치는 영향
참조

1. 개요

지하수위는 지하의 물이 채워져 있는 표면을 의미하며, 강수량, 증발산량과 같은 계절적 변화에 따라 변동한다. 지하수위는 지형의 기복을 반영하며, 샘, 강, 호수, 오아시스 형성에 영향을 미친다. 지하수위는 조석, 계절, 장기적인 요인에 의해 변동하며, 작물 수확량과 건설에도 영향을 미친다.

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지하수위
개요
정의	대수층의 포화된 상단 부분, 또는 수두가 대기압과 같은 지점
설명	지하수면은 지하수가 토양과 암석의 공극을 완전히 채우는 지점임. 지하수면 위쪽의 불포화 지대는 모세관 현상으로 인해 물이 존재할 수 있지만, 공극은 주로 공기로 채워져 있음.
특징
변동성	지하수면의 위치는 강수량, 증발량, 지하수 흐름, 양수 등 다양한 요인에 따라 시간과 장소에 따라 변동함.
지형과의 관계	지하수면은 호수, 늪, 하천과 같은 지표수와 연결되어 있으며, 이들 수역의 수위를 유지하는 데 중요한 역할을 함. 지하수면이 지표면과 교차하는 지점에서 샘이 형성될 수 있음.
측정
방법	지하수면의 깊이는 일반적으로 관측정을 통해 측정함. 관측정은 지하수면까지 뚫린 구멍으로, 수위 측정 장비를 사용하여 지하수면의 깊이를 측정할 수 있음.
중요성
수자원	지하수면은 농업, 산업, 생활 용수 등 다양한 용도로 사용되는 중요한 수자원임.
환경	지하수면은 생태계 유지에 필수적이며, 토양의 염분 농도를 조절하고 지반 침하를 방지하는 데 기여함.
기타
관련 용어	대수층 수두 불포화 지대 관측정

2. 형성

지하수위는 강수량 및 증발산과 같은 계절적 변화에 따라 달라진다. 투수성이 좋은 토양을 가진 미개발 지역에서 충분한 양의 강수를 받는 경우, 지하수위는 일반적으로 지하수를 배수하고 대수층의 압력을 낮추는 역할을 하는 강을 향해 기울어진다. 샘, 강, 호수, 오아시스는 지하수위가 지표면에 도달할 때 발생한다.^[3]

2. 1. 지형과의 관계

지하수위는 강수나 증발산 등과 같은 계절적 변화에 따라 매우 다양하다. 비가 충분히 내리고 토양이 투과성이 있는 미개발 지역의 지하수위는 대체로 강 쪽으로 경사져 있고 지하수를 방출하는 역할을 한다. 샘, 강, 호수, 오아시스는 지하수위가 지표면과 만날 때 생성된다.^[11] 강과 호수로 유입되는 지하수는 수체의 기저 유량 수위를 설명한다.^[3]

대수층 내에서 지하수위는 수평을 이루는 경우가 드물며, 토양, 퇴적물 및 기타 다공성 매질의 모세관 현상(모세관대)으로 인해 지표면의 기복을 반영한다. 대수층에서 지하수는 더 높은 압력 지점에서 더 낮은 압력 지점으로 흐르며, 지하수 흐름의 방향은 일반적으로 수평 및 수직 성분을 모두 갖는다. 지하수위의 기울기는 "수력 경사"로 알려져 있으며, 이는 대수층에 물이 추가되고 제거되는 속도와 물질의 투수성에 따라 달라진다. 지하수위는 기저 지질 구조의 변화(예: 습곡, 단층, 파쇄된 기반암)로 인해 항상 지형을 모방하지는 않는다.

2. 2. 천부 지하수위 (Perched water table)

천부 지하수위는 지역 지하수위 상부에 위치하는 대수층이다. 이는 주요 지하수위/대수층 위에 있지만 지표면 아래에 있는 암석이나 퇴적물로 이루어진 불투수층(대수층 격리층) 또는 상대적으로 불투수층(반투수층)이 존재할 때 발생한다. 만약 천부 지하수위의 흐름이 계곡 벽과 같은 지표면과 만나면, 물은 샘으로 방출된다.^[3]

3. 변동

3. 1. 조석 변동

해발고도가 낮고 삼투성인 흙으로 이루어진 양도(洋島)에서는 민물이 섬의 측면에서 유입되는 더 밀도가 높은 바닷물에 밀려 렌즈(영어판) 웅덩이 상부에 모이게 된다. 따라서 섬의 렌즈 웅덩이 민물 수위와 지하수위는 조석에 따라 높아지고 낮아진다.

낮은 지대의 해양 섬은 토양이 다공질이어서, 담수가 섬의 측면에서 침투해 들어오는 더 밀도가 높은 해수 위에 렌즈형 웅덩이로 모이는 경향이 있다. 이러한 섬의 담수 렌즈, 즉 지하수위는 조수 간만의 차에 따라 상승하고 하강한다.

3. 2. 계절적 변동

브리튼 제도나 캘리포니아와 같은 특정 지역은 겨울철 강수량이 종종 여름철보다 더 많아, 여름철에 지하수위가 더 낮다. 이러한 겨울과 여름 사이 지하수위 차이는 "간헐적 포화지층 (zone of intermittent saturation)"이라 불리는 지층 사이에서 계절에 따라 변동한다.

영국이나 캘리포니아 등 일부 지역에서는 겨울 강수량이 여름 강수량보다 높은 경우가 많아 여름철에 지하수 저장이 완전히 회복되지 않는다. 그 결과, 여름 동안에는 지하수위가 낮아진다.

3. 3. 장기적 변동

화석수는 수천 년 동안 대수층에 남아 있는 지하수이며 주로 사막에서 발견된다. 현재의 강우량으로는 다시 채우는 것이 불가능하며, 이는 지하 깊이에 기인한다. 이러한 지역에서 화석수를 추출하면 지하수위가 영구적으로 변동된다.^[1]

4. 작물 수확에 끼치는 영향

지하수위가 얕을 경우 대부분 농작물은 수확량이 줄어든다.^[14] 주요 농작물 분류는 다음과 같다.^[15]

농작물과 위치	지하수위 깊이 내성 (cm)	분류	설명
밀, 이집트 나일강 삼각주	45	내성이 매우 강함	얕은 지하수위에서도 견딜 수 있다.
사탕수수, 오스트레일리아	60	내성이 있음	지하수위는 60cm보다 더 깊어야 한다.
바나나, 수리남	70	약간 민감함	지하수위가 70cm보다 얕을 경우 수확량이 줄어든다.
목화, 나일강 삼각주	90	민감함	목화는 건조한 땅에서 자라며 지하수위는 깊어야 한다.

5. 건설에 미치는 영향

지표면 가까이에 있는 지하수위는 굴착, 배수, 기초, 우물 및 침출수 처리장(수도 및 위생 시설이 없는 지역) 등에 영향을 미친다.

지하수위의 모세관 작용에 도달할 정도로 지하수위 근처에서 굴착이 이루어지면, 건설 중에 지하수를 제거해야 한다. 이는 모래와 습지 위에 건설된 베를린에서 두드러지게 나타나며, 지하수위는 일반적으로 지표면에서 2m 아래에 있다.

분홍색과 파란색 파이프가 건설 현장에서 슈프레강(또는 운하)으로 지하수를 운반하는 것을 종종 볼 수 있다.^[1]

참조

_[1] 웹사이트 What is the Water Table? http://imnh.isu.edu/[...] 2016-11-25
_[2] 서적 Groundwater Prentice-Hall
_[3] 웹사이트 Ground Water and Surface Water A Single Resource - U.S. Geological Survey Circular 1139 https://pubs.usgs.go[...] 1998
_[4] 간행물 The effects of drainage on cane yields as measured by water table height in the Machnade Mill area.
_[5] 웹사이트 Software for partial regression with horizontal segment https://www.waterlog[...]
_[6] 논문 Crop Yield versus Depth of the Ground Water Table, Statistical Analysis of Data Measured in Farm Lands Aiming at the Formulation of Drainage Needs. https://www.iaras.or[...]
_[7] 간행물 Crop yields, soil salinity and water table depth in the Nile Delta https://www.waterlog[...]
_[8] 웹사이트 Crop tolerance to shallow water tables https://www.waterlog[...]
_[9] 웹인용 What is the Water Table? http://imnh.isu.edu/[...] 2016-11-25
_[10] 서적 Groundwater https://archive.org/[...] Prentice-Hall
_[11] 웹인용 Ground Water and Surface Water A Single Resource - U.S. Geological Survey Circular 1139 https://pubs.usgs.go[...] 1998
_[12] 간행물 The effects of drainage on cane yields as measured by water table height in the Machnade Mill area.
_[13] 웹사이트 Software for partial regression with horizontal segment https://www.waterlog[...]
_[14] 웹사이트 Crop tolerance to shallow water tables https://www.waterlog[...]
_[15] 간행물 Crop yields, soil salinity and water table depth in the Nile Delta https://www.waterlog[...]

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