ウェルテスト

水文学において、井戸試験は特定の井戸から汲み上げられる水の量を評価するために実施されます。より具体的には、井戸試験によって、井戸から汲み上げられる最大流量、および一定の揚水速度と揚水期間における井戸の水位低下距離を予測することができます。

井戸試験と帯水層試験の違いは、前者では主に井戸の挙動が問題となるのに対し、後者では帯水層（井戸に水を供給する地質構造または単位）の特性が定量化される点にある。

井戸から水を汲み上げると、井戸内の水位は低下します。この水位低下を「水位低下量」と呼びます。汲み上げられる水の量は、この水位低下量によって制限されます。一般的に、水位低下量は、汲み上げを続ける時間が長くなるにつれて増加します。

揚水井戸で観測される水位低下の構成要素は、最初にJacob（1947）によって記述され、テストはHantush（1964）とBierschenk（1963）によって独立して改良され、2つの関連する構成要素から成り立っています。

$s=BQ+CQ^{2}}$、

ここでsは水位低下量（長さの単位、例：m）であり、${\displaystyle Q}$は揚水率（体積流量の単位、例：m³/日）です。${\displaystyle B}$は帯水層損失係数（Theis解によって予測されるように時間とともに増加する）であり、${\displaystyle C}$は井戸損失係数（流量が一定の場合、一定値）です。

方程式の最初の項（${\displaystyle BQ}$）は、水位低下の線形成分、つまり揚水速度を2倍にすると水位低下も2倍になる部分を表します。

2番目の項（${\displaystyle CQ^{2}}$）は、しばしば「井戸損失」と呼ばれるもの、つまり水位低下の非線形成分を表します。これを定量化するには、井戸をいくつかの異なる流量（一般にステップと呼ばれる）で汲み上げる必要があります。Rorabaugh（1953）はこの分析に指数を任意のべき乗（通常は1.5から3.5の間）にすることで追加しました。

この方程式を分析するために、両辺を放電率で割ります（${\displaystyle Q}$) を残して${\displaystyle s/Q}$左側は、一般的に比ドローダウンと呼ばれます。方程式の右側は直線になります。一定時間後（${\displaystyle \Delta t}$試験の各ステップの開始時から（時間の経過とともに水位低下は増加し続けるため）ポンプ速度に対して直線が得られるはずです。

$\displaystyle {\frac {s}{Q}}=B+CQ}$

観測データに直線を当てはめると、最適近似直線の傾きは次のようになります。${\displaystyle C}$（井戸の損失）とこの直線の切片${\displaystyle Q=0}$になるだろう${\displaystyle B}$（帯水層の損失）。このプロセスは、理想化されたモデルを現実世界のデータに適合させ、モデルのどのパラメータが現実に最もよく適合するかを調べるものです。そして、適合させたこれらのパラメータが現実を最もよく表しているという仮定が立てられます（モデルに組み込まれた仮定が正しいと仮定した場合）。

上記の関係は、被圧帯水層における完全貫通井戸に関するものです（帯水層試験における帯水層特性の決定に用いられるTheisの解と同じ仮定に基づいています）。

井戸の効率は、このような試験によって決定されることが多く、これは揚水井戸で観測された総水位低下量のうち、帯水層からの損失による割合（井戸スクリーンや掘削孔内を流れる水による損失とは対照的に）を示すパーセンテージです。井戸スクリーンが完璧で、水が井戸内を摩擦なく流れる、完全に効率的な井戸であれば、効率は100%になります。残念ながら、井戸の効率は帯水層の特性にも左右されるため、井戸間で比較するのは困難です（透水性の高い帯水層と比較した場合、同じ量の井戸損失でも効率は低くなります）。

比貯水量とは、井戸が単位水位低下量あたりに供給できる水量のことです。これは通常、段階的水位低下試験によって求められます。比貯水量は次のように表されます。

${\displaystyle S_{c}={\frac {Q}{h_{0}-h}}}$

どこ

${\displaystyle S_{c}}$は比容量（[L ² T ⁻¹ ]；m²/日またはUSgal/日/ft）です。

${\displaystyle Q}$は揚水率（[L ³ T ⁻¹ ]；m³/日またはUSgal/日）であり、

${\displaystyle h_{0}-h}$水位低下量（[L]；メートルまたはフィート）

井戸の比揚水能力は、揚水速度によっても左右されます。非線形な井戸損失のため、比揚水能力は揚水速度が高くなるにつれて低下します。このような複雑な要因があるため、比揚水能力の絶対値はあまり役に立ちませんが、同じ井戸の効率を時系列で比較する際には有用です（例えば、井戸の改修が必要かどうかを判断する場合など）。

• ビアシェンク、ウィリアム・H.、1963年。「複数段階水位低下試験による井戸効率の決定」。国際水文学会誌、64:493-507。
• Hantush, Mahdi S., 1964. Advances in Hydroscience、第 1 章「井戸の水理学」、pp 281–442。Academic Press。
• Jacob, CE, 1947. 自噴井の有効半径を決定するための水位低下試験。米国土木学会論文集、112(2312):1047-1070。
• ロラボー、ミシガン州、1953年。自噴井の段階的水位低下試験の図解および理論的解析。米国土木学会論文集、79（別冊362）：1-23。

上記で説明した方法（一般的にハントゥシュ・ビアシェンク法と呼ばれる）以外の揚水試験解析方法に関する追加の参考文献は、帯水層試験および水文地質学に関する一般的な参考文献に記載されています。

• 水文地質学
• 帯水層と地下水