数キロ離れた両方の井戸が、同じ帯水層の水であることを調べる方法は?

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井戸の深さが同じであるからといって、同じ帯水層の水であるとは言えません。逆に井戸の深さが違っても、同じ帯水層の水を取水している場合もあります。地下水の採取深度(井戸のスクリーンの位置)だけでは同じ帯水層か否かの判断はできません。
そこで一般的には以下の方法が考えられます。
まず、水文地質と呼ばれる地下環境を知ることができる既存の資料を入手します。調査地域の井戸の掘削時のボーリング資料から、帯水層の位置、不透水層(粘土層)の位置と連続性、傾きなどを調べます。井戸が多く存在し、地下水が利用されている地域では豊富な資料があると思います。また、各井戸の水質の比較が役立つこともありますが、掘削深度ではなく、厳密にはスクリーンの位置(取水深度)を知り、初めて比較ができます。
様々な既存の調査データ、場合によっては目的にあった調査を新たに実施して総合的に判断するしかありません。

なお、ご質問に対する回答は、あくまで回答者個人の見解です。