انجام عملیات استخراج در معادن روباز مستلزم شناخت خواص هیدرولیکی توده سنگ به ویژه هدایت هیدرولیکی است. هدایت هیدرولیکی، میزان توانایی توده سنگ برای انتقال سیالات است که در بررسی مشکلات نشت، زهکشی و پایداری دیواره های کاواک معادن روباز اهمیت زیادی دارد. از این رو، محققان در جستجوی روش مناسبی برای تعیین هدایت هیدرولیکی توده سنگ تشکیل دهنده مناطق معدنی اند. در این مطالعه، برای تعیین رابطه تجربی هدایت هیدرولیکی بر اساس پارامترهای حاصل از گمانه های اکتشافی و ژئوتکنیکی شامل شاخص کیفی توده سنگ (RQD)، فاصله داری درزه ها و مقاومت فشاری، ابتدا تصویر مغزه های گمانه های ژئوتکنیکی حفر شده در آنومالی A کانسار غربی معدن سنگ آهن سنگان بررسی و با نمودارنگاری مجدد مقدار RQD برای هر نوبت حفاری محاسبه شد و با بررسی تصاویر مغزه های حفاری، هدایت هیدرولیکی هر ران حفاری در طول گمانه با متغیرهای کیفی ارزیابی شد. سپس با استفاده از روابط تجربی با شرایط زمین شناسی مشابه و ضرایب هدایت هیدرولیکی ارایه شده بر اساس جنس سنگ متغیرهای کیفی به کمی تبدیل شدند. در نهایت نمودار پراکندگی تغییرات هدایت هیدرولیکی نسبت به هر یک از فاکتورهای RQD، عمق، فاصله داری درزه ها و مقاومت فشاری سنگ رسم و منحنی رگرسیون بر هر یک از نمودارها برازش شده و مشخص شد با افزایش هر یک از فاکتورهای عمق، فاصله داری درزه ها و مقاومت فشاری سنگ، هدایت هیدرولیکی کاهش می یابد اما همبستگی بالایی بین تغییرات هدایت هیدرولیکی با هر یک از این فاکتورها وجود ندارد. نتایج نشان می دهد که رابطه هدایت هیدرولیکی بر اساس RQD ضریب تعیین بسیار بالایی دارد (R2=0.8247)، بنابراین این رابطه تجربی می تواند برای تخمین هدایت هیدرولیکی محدوده مورد مطالعه بسیار مفید واقع شود.

امروزه طراحی و اجرای بناهای بتنی، سنگی و خاکی یکی از راه­های مناسب برای کنترل و انحراف آب رودخانه­ها می­باشد. سازه­های توری سنگی و مهم­ترین آن­ها، سرریزهای پلکانی گابیونی به دلیل تأثیر قابل ملاحظه پله­ها بر میزان استهلاک انرژی جریان، پایداری مناسب، اقتصادی بودن، سهولت اجرا و بالا بردن سطح اکسیژن مخلوط در آب رواج بیشتری یافته و توجه روز افزونی به آن می­شود. هدف از این تحقیق بررسی میزان افت انرژی و مشخصات پرش هیدرولیکی و همچنین ارزیابی نقش تخلخل سرریز پلکانی همراه با بسته­های گابیون بر افت انرژی می­باشد. برای این منظور پنج مدل فیزیکی شامل سه مدل سرریز پلکانی گابیونی با سه تخلخل 35، 40 و45 درصد، یک مدل سرریز پلکانی نفوذ ناپذیر و یک تندآب ساخته شد. شیب تمامی مدل­ها ثابت و معادل 1:2 (افقی:عمودی) در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می­دهد که سرریزهای پلکانی گابیونی می­توانند مشخصات پرش هیدرولیکی شامل اعماق مزدوج، طول پرش و طول غلتاب را نسبت به نوع نفوذ ناپذیر آن به مقدار قابل­قبولی کاهش دهند. مقادیر افت نسبی انرژی در سرریزهای پلکانی گابیونی بزرگتر از سرریز پلکانی نفوذ ناپذیر است. حداکثر افت انرژی مربوط به مدل پلکانی گابیونی با تخلخل 45 درصد می­باشد که مقدار آن در حدود 86 درصد است که این مقدار نسبت به سرریز پلکانی نفوذ ناپذیر هشت درصد بیشتر است.

یکی از مهم ترین روش های معرفی هندسه رودخانه استفاده از مدل های رقومی ارتفاعی (DEMs) با ساختار رستری می باشد. از جمله مهم ترین مواردی که بر کیفیت و کمیت یک DEM تأثیرگذار هستند می توان به توان تفکیک DEM و همچنین مقیاس نقشه توپوگرافی مورد استفاده برای ساخت آن اشاره نمود. در پژوهش حاضر و با استفاده از نقشه های توپوگرافی با مقیاس های مختلف، میزان حساسیت مدل هندسی سطح زمین و متعاقب آن پارامترهای هیدرولیکی شبیه سازی شده توسط مدل یک بعدی HEC-RAS در دو رودخانه با ویژگی های متفاوت، مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین بررسی اثر توان تفکیک DEM بر کیفیت مقاطع عرضی و همچنین پارامترهای هیدرولیکی سیلاب از دیگر اهداف این تحقیق می باشد. نتایج بدست آمده در دو رودخانه سجاس رود و سرباز حاکی از آن است که استفاده از نقشه های کوچک مقیاس به جای نقشه های بزرگ مقیاس علاوه بر کاهش قابل توجه در هزینه های نقشه برداری تأثیر چندان زیادی بر پارامترهای هیدرولیکی شبیه سازی شده ایجاد نمی نمایند. به عنوان مثال استفاده از نقشه های 2000/1 و 5000/1 به جای نقشه های 1000/1 و 2000/1 در دو رودخانه سجاس رود و سرباز موجب ایجاد کمتر از 8 درصد خطا در پهنه سیلاب می شود و این در حالی است که هزینه برداشت نقشه در هر دو رودخانه به طور متوسط بیش از 77% کاهش یافته است. ارزیابی اثر توان تفکیک DEM بر پارامترهای هیدرولیکی سیلاب در رودخانه های مورد مطالعه نیز حاکی از آن است که کاهش توان تفکیک DEM موجب افزایش تراز سطح آب و نیز پهنه سیلاب گردیده است. البته لازم به ذکر است که میزان تأثیر توان تفکیک DEM بر رقوم سطح آب بسیار کمتر از تأثیر آن بر پهنه سیلاب می باشد. به عبارت بهتر چنانچه هدف مدل سازی هیدرولیکی تنها برآورد تراز سطح آب باشد، توان تفکیک از اهمیت بالائی برخوردار نیست و لذا می توان از مدل های رقومی با ابعاد سلولی بزرگ تر نیز استفاده نمود.

در این تحقیق، رفتار فیلتریشن و زهکشی چندین نوع ژئوتکستایل نبافته، پس از ساخت دو دستگاه اندازه گیری نفوذپذیری عمود بر صفحه و نفوذپذیری درون صفحه، مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه های تهیه شده تحت اثر هد هیدرولیکی در محدوده 10 cm تا 60 cm و تنش محصور کننده تا مقدار 1000 kPa قرار گرفتند و رفتار هیدرولیکی آنها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در این آزمایشات اثر افزایش تعداد لایه ها نیز در میزان نفوذپذیری مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایشات نشان می دهد که با افزایش تنش محصور کننده، هدایت هیدرولیکی درون صفحه ژئوتکستایل به صورت نمایی کاهش می یابد اما قطع نمی گردد. نتایج آزمایشات همچنین نشان می دهد با افزایش گرادیان هیدرولیکی مقدار هدایت هیدرولیکی درون صفحه و عمود بر صفحه کاهش می یابد.

ارزیابی خواص مکانیکی سنگ های مخزن معیار بسیار مهمی در تعیین نقاط مناسب برای اجرای عملیات شکافت هیدرولیکی است. در این بین، مدول یانگ و نسبت پواسون دو پارامتر مکانیکی هستند که شکنندگی لایه های سنگ را کنترل می کنند. این دو پارامتر را می توان با انجام آزمایش بر روی نمونه های سنگ در شرایط مختلف آزمایشگاهی (روش استاتیک) و یا با استفاده از داده های لاگ صوتی و چگالی (روش دینامیک) محاسبه کرد. محاسبۀ مدول های کشسان دینامیک به داده های سرعت موج برشی نیاز دارد که علی رغم اهمیت زیاد، به دلیل محدودیت و هزینۀ بالای اندازه گیری، صرفاً در تعداد اندکی از چاه های میدان اندازه گیری می شود. در این مطالعه، با توجه به عدم وجود سرعت موج برشی در چاه مورد نظر ابتدا به کمک یک مدل فیزیک سنگ کربناته مدول های بالک و برشی سنگ تخمین زده شده و سپس با محاسبۀ نسبت پواسون و مدول یانگ دینامیک و استفاده از رابطۀ آزمایشگاهی برای تبدیل این مدول ها به حالت استاتیک، شاخص شکنندگی تعیین و با در نظرگیری پارامترهای مخزنی مؤثر، لایه های کاندید برای انجام عملیات شکافت هیدرولیکی شناسایی و اولویت بندی شد.