به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب فرامرز دولتی ارده جانی

  • امیررضا پوروردی، فرامرز دولتی ارده جانی*، سروش مقصودی
    از مهم ترین سازه های معدنی می توان به توده های فروشویی و انباشتگاه های باطله اشاره کرد که همواره باید به مسایل پایداری آن ها در مراحل مختلف ساخت و ساز و بهره برداری توجه شود. بررسی پارامترهای ترموهیدرومکانیکی مواد این سازه ها برای ارزیابی مسایل پایداری و ژئوتکنیکی بسیار مهم است. عوامل مختلفی بر خواص ترموهیدرومکانیکی مواد تاثیرگذارند که تغییر در آن ها موجب تغییر در خواص ترموهیدرومکانیکی مواد و در نهایت باعث ناپایداری سازه می شود. به همین دلیل نیاز است مطالعاتی در مورد تاثیر عوامل مختلف مانند pH، شوری، دما، تحکیم و بارش (رطوبت) بر خواص ترموهیدرومکانیکی مواد انجام و رفتار آن ها در طول زمان بررسی شود. در این مقاله به چند مورد از مطالعاتی که در رابطه با تاثیر پارامترهای مختلف (pH، شوری، دما، تحکیم و بارش) بر خواص ترموهیدرومکانیکی خاک های مختلف انجام شده است، پرداخته می شود. نتایج حاصل نشان می دهد که تغییر در مقادیر برخی از عوامل مانند pH موجب تاثیرپذیری برخی از پارامترهای هیدرودینامیکی می شود که ممکن است این موضوع منتج به کاهش برخی از پارامترهای مقاومتی خاک شود. با بررسی خواص هیدرودینامیکی مواد سازه های معدنی و پایش آن ها در طول زمان می توان به درک مطلوبی از رفتار سازه رسید و همچنین رفتار آن را تا حدودی پیش بینی کرد.
    کلید واژگان: توده فروشویی, انباشتگاه باطله, خواص ترموهیدرومکانیکی, کوپلینگ هیدرومکانیکی}
    Amirreza Pourverdi, Faramarz Doulati Ardejani *, Soroush Maghsoudy
    Heap leaching structures and waste dumps are the most important mining structures, and paying attention to their stability issues at different stages of construction and operation is important. Investigating the thermo-hydromechanical parameters of the materials of these structures is very important to evaluate stability and geotechnical issues. Various factors affect the thermo-hydromechanical properties of materials, which can change the aforementioned properties and ultimately cause structural instability. Therefore, it is necessary to study the effect of various factors such as pH, salinity, temperature, consolidation, and precipitation (moisture) on the thermo-hydromechanical properties of materials and to investigate their behavior over time. This paper reviews some studies to investigate the effect of the mentioned factors on the thermo-hydromechanical properties of different soils. The results show that the change of some factors like pH affects the hydrodynamic properties of materials, which reduces soil strength parameters. Finally, one may conclude that by examining the hydrodynamic properties of the materials of mining structures and monitoring them over time, a favorable understanding of the behavior of the structure can be achieved, and its behavior can be predicted to some extent.
    Keywords: Heap Leaching, Waste Dumps, Thermo-Hydromechanical Properties, Hydromechanical Coupling}
  • محسن صفری، فرامرز دولتی ارده جانی*، سروش مقصودی
    جهت طراحی سیستم زهکشی مناسب در یک معدن روباز، به شناخت دقیق شرایط هیدروژیولوژیکی و عوامل موثر بر وضعیت آب های زیرزمینی منطقه معدنی نیاز است. از عوامل مهم برای بررسی شرایط هیدروژیولوژیکی یک منطقه معدنی، شناخت وضعیت حوضه آبریز، تغییرات زمانی و مکانی سطح پیزومتریک و دامنه اختلالات ناشی از فعالیت های معدنکاری، شرایط جوی و وضعیت تکتونیکی منطقه است. شرایط هیدرولوژیکی و هیدروژیولوژیکی معدن روباز سنگ آهن سنگان نیز متاثر از عوامل جوی مانند بارش و عوامل تکتونیکی شامل تعداد گسل ها و روند آن ها، فواصل و ارتباط آن ها با یکدیگر است. بر این اساس در این تحقیق، تاثیر عوامل مختلف شامل میزان بارندگی، آبراهه ها، وضعیت تکتونیک و گسل های منطقه و گسترش پیت معدن در طول دوره بهره برداری بر نوسانات سطح آب زیرزمینی حوضه آبریز منطقه معدنی سنگ آهن سنگان ارزیابی شد. با بررسی نوسانات سطح پیزومتریک ناشی از این عوامل در دوره زمانی اسفند 1389 تا اسفند 1392 و تحلیل نمودارها و نقشه ها مشخص شد که از بین عوامل یاد شده، گسترش پیت آنومالی Cn بیشترین تاثیر را بر افت سطح پیزومتریک آنومالی های غربی منطقه سنگان دارد. با ترسیم نمودار همبستگی بین فاصله از پیت و تغییرات تراز آب زیرزمینی مناطق مجاور آنومالی Cn و به دست آمدن ضریب همبستگی حدود 94%، مشخص گردید که شعاع تاثیر گسترش این پیت بر تغییر تراز آب زیرزمینی مناطق مجاور حدود 700 متر است. همچنین، مشخص شد که عواملی همچون میزان بارندگی، وضعیت آبراهه ها و وضعیت تکتونیک به طور مستقیم بر نوسانات سطح آب زیرزمینی آنومالی های غربی تاثیر چندانی نمی گذارند.
    کلید واژگان: گسترش پیت معدن, تکتونیک و گسل ها, فعالیت های معدنکاری, حوضه آبریز, معدن سنگان}
    M. Safari, F. Doulati Ardejani *, S. Maghsoudy
    In order to design an appropriate dewatering system in an open pit mine, it is necessary to know the hydrogeological conditions and factors affecting the condition of groundwater in the mining area. One of the important factors for investigating the hydrogeological conditions of a mining site is to know the status of the catchment area, temporal and spatial changes of the piezometric levels and the range of disturbances caused by mining activities, climate conditions and the tectonic state of the mining area. The hydrological and hydrogeological conditions of Sangan iron mine are also affected by climate factors such as precipitation and tectonic factors including the number of faults and their trends, their distances and their relationship with each other. Therefore, in this study, the influence of various factors including precipitation, distance from waterways, tectonic status and faults, and the pit development during the exploitation period on the fluctuation of groundwater were investigated. By examining the fluctuations of the piezometric levels caused by these factors in the period from March 2011 to March 2014 and statistical analysis of the results, it was found that among the affecting factors, the Cn-pit expansion has the greatest effect on the groundwater level fluctuation of the western anomalies of Sangan mine. By drawing the ccorrelation diagram between the distance from Cn-Pit and the groundwater level drop of observation piezometers of the nearby areas of the Cn-pit, and obtaining a coefficient of determination equal to 0.94 (R2=0.94), it was found that the radius of the influence of the Cn-pit expansion on the changes in the groundwater level of the adjacent areas is about 700 meters. In addition, it was found that the amount of precipitation and the distance from the waterways do not have a significant effect on the groundwater level fluctuations in the study area.
    Keywords: Pit development, tectonics, faults, mining activities, catchment area, Sangan iron mine}
  • محسن صفری، فرامرز دولتی ارده جانی*، سروش مقصودی
    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 ژیوتکنیکی شامل شاخص کیفی توده سنگ (RQD)، فاصله داری درزه ها و مقاومت فشاری، ابتدا تصویر مغزه های گمانه های ژیوتکنیکی 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.
    کلید واژگان: هدایت هیدرولیکی, رابطه تجربی, شاخص کیفی توده سنگ, پارامترهای ژئوتکنیکی, معدن سنگان}
  • سیما شکیبا، فرامرز دولتی ارده جانی*
    مدل سازی محیط شکسته پیش نیاز اصلی شبیه سازی جریان سیال در بسیاری از کاربردها مانند مدیریت منابع آب زیرزمینی، شبیه سازی مخازن نفت و گاز، مدل سازی منابع انرژی زمین گرمایی و غیره است. هدف از این مطالعه، توسعه یک روش تکرارشونده مبتنی بر شی جهت مدل سازی محیط شکسته گسسته است که هم پارامترهای آماری و هم اتصال فضایی شکستگی ها را در نظر می گیرد. روش ارایه شده از توابع ماتریس های همسایگی شکستگی در پردازش تصویر استفاده می کند تا اتصال شکستگی ها را واضح تر کند و توزیع فضایی آن ها را با استفاده از ماتریس های تشخیص سلول شکستگی به هم پیوسته، ماتریس سوبل، ماتریس پرویت و ماتریس لاپلاسین مشخص کند. تابع هدف تفاوت بین ویژگی های محیط شکسته مرجع و مدل تولید شده را با استفاده از معیار نرم دو تعریف می کند. برای حل این تابع هدف، از روش های بهینه یابی جستجوی گرانشی، ازدحام ذرات و هیبرید این دو روش فراابتکاری استفاده شده است. برای اجرای این روش، شبکه مصنوعی دارای شکستگی مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد از میان روش های فوق، روش فراابتکاری ازدحام ذرات با دقت 89/98% شکستگی در شبکه شکسته را بازتولید می کند.
    کلید واژگان: مدل سازی شبکه شکسته, روش های بهینه یابی چند متغیره, روش ازدحام ذرات, روش جستجوی گرانشی, شبکه شکستگی}
    Sima Shakiba, Faramarz Doulati Ardejani *
    Fractured network modeling is the main prerequisite for fluid flow simulation in many applications such as groundwater resource management, oil and gas reservoir simulation, geothermal energy resource modeling and etc. The aim of this study is to develop an iterative object-based algorithm for fractured network modeling that considers both statistical parameters and spatial connectivity of fractures. The presented algorithm uses the functions of fracture neighborhood matrices in image processing to make clear the fracture continuity and to determine their spatial distribution using the matrix of interconnected fracture cell detection, Sobel matrix, Prewitt matrix and Laplacian matrix. The objective function defines the differences between the features of the reference fracture network and the stochastic generated fracture network using a norm of two. To solve this objective function, optimization algorithms of Gravitational search, particle swarm and hybrid of these two metaheuristic algorithms have been used. In this paper, the metaheuristic algorithm of particle swarm optimization enjoys more validity in fracture network modelling. Therefore, among the metaheuristic algorithms, PSO algorithm regenerates the reference fracture network with the accuracy of 98.89%.
    Keywords: Fractured network modeling, multivariate optimization algorithms, Particle Swarm Optimization, Gravitational Search Algorithm}
  • آزاده آگاه*، فرامرز دولتی ارده جانی، حمدجواد آذین فر


    کلید واژگان: انتقال هیدروکربنهای فرار, شبیه سازی دو بعدی, مکانیسمهای بیولوژیکی, پالایشگاه نفت}
    A. Agah *, F. Doulati Ardejani, M. Azinfar

    This work investigates the reactive transport of volatile hydrocarbons in the unconfined aquifer system of Tehran oil refinery and the industrial area of Ray, Tehran. A 2D finite volume model is presented to predict the soil gas contamination caused by LNAPL traveling on the phreatic surface through the vadose zone of the aquifer incorporating physical, chemical, and biological processes. A multi-purpose commercial software called PHOENICS is modified by incorporating extra codes to solve the model equations numerically. The model predictions closely agree with the field measurements, showing that the LNAPL migration is typically affected by the volatilization process. LNAPLs represent a potential long-term source of soil and groundwater contamination in the studied site. A comparison of the simulation results in a time step of 36 years with the results of field studies shows that the presented numerical model can simulate the reaction transfer of evaporated hydrocarbons in the unsaturated region. The concentrations have decreased in the time step of 36 years compared to the values ​​shown in the time step of 50 years. This decrease in the hydrocarbon gas-phase concentrations in the unsaturated zone is due to excavations at the site for field studies. Through these excavations, a significant volume of the gaseous phase trapped below the earth's surface is released into the atmosphere, which reduces the accumulation of volatile gases beneath the earth's surface.

    Keywords: transportation of volatile hydrocarbons, two-dimensional simulation, biological mechanisms, Oil Refinery}
  • فرامرز دولتی اردهجانی*، سروش مقصودی، مجید شاهحسینی، بهشاد جدیری شکری، شقایق دولتی ارده جانی، فوژان شفایی، فرزین امیرخانی، علی رجایی
    F. Doulati Ardejani *, S. Maghsoudy, M. Shahhosseini, B. Jodeiri Shokri, Sh. Doulati Ardejani, F. Shafaei, F. Amirkhani Shiraz, A. Rajaee

    Considering that mining has many environmental impacts from the exploration phase to production and finally closure, it is necessary to plan the activities so that the concept of green mining is realized in its true meaning. This means that mining is carried out in order to obtain the minerals that are used in various industries; however, by taking appropriate measures, the impacts of mining on the environment are reduced to a minimum level. Since there is little information about the environmental, ecological, hydrological, and hydrogeological status in most mining areas, a comprehensive study of the area's water, soil, plants, and animal species should be conducted. The existence of permanent and seasonal rivers in the vicinity of some mines, in some cases being located in protected areas of the Iranian Department of Environment, and the presence of vegetation near some mines are among the matters that cause many environmental challenges in the mining areas. For this purpose, a series of comprehensive studies are critical in the pre-mining, during mining, and closure phases of the mine life. In addition, detailed studies should be done on factories such as smelters located in the mining areas. Life cycle assessment (LCA) is widely used in order to determine the environmental status of these factories. Furthermore, the issue of process water and water recycling, as well as waste management, should be considered. Nowadays, the environmental monitoring technology is one of the widely used tools in many mines in the world. Moreover, these mining companies' green space management system should be given special attention according to the obligatory standards of the Iranian Department of Environment. In this paper, a conceptual framework for the green mining method will be introduced for the coal mines to consider the economic and social aspects, and we pay a special attention to the health, safety, and environmental requirements.

    Keywords: Environmental Impacts, Health effects, Green mining components, LCA, Green management plan}
  • F. Hadadi, B. Jodeiri Shokri *, M. Zare Naghadehi, F. Doulati Ardejani

    In this paper, we investigate a probabilistic approach in order to predict how acid mine drainage is generated within coal waste particles in NE Iran. For this, a database is built based on the previous studies that have investigated the pyrite oxidation process within the oldest abandoned pile during the last decade. According to the available data, the remaining pyrite fraction is considered as the output data, while the depth of the waste, concentration of bicarbonate, and oxygen fraction are the input parameters. Then the best probability distribution functions are determined on each one of the input parameters based on a Monte Carlo simulation. Also the best relationships between the input data and the output data are presented regarding the statistical regression analyses. Afterward, the best probability distribution functions of the input parameters are inserted into the linear statistical relationships to find the probability distribution function of the output data. The results obtained reveal that the values of the remaining pyrite fraction are between 0.764% and 1.811% at a probability level of 90%. Moreover, the sensitivity analysis carried out by applying the tornado diagram shows that the pile depth has, by far, the most critical factors affecting the pyrite remaining

    Keywords: Acid Mine Drainage, Monte Carlo Simulation, Statistical analyses, Coal waste}
  • علی مرادزاده*، فرشاد ژولیده سر، فرامرز دولتی ارده جانی

    روش وارون سازی توام گرادیان متقاطع به عنوان یک روش بسیار مفید برای کاهش غیر یکتایی و همچنین رفع نقص های موجود در مدل های حاصل از وارون سازی مجزا محسوب می شود. این روش در حین داشتن این مزایا دارای معایبی است. بطوریکه الگوریتم روش وارون سازی توام مبتنی بر گرادیان متقاطع زمانی که ابعاد مسئله بزرگ باشد به کندی اجرا می شود و در بعضی مواقع به کل قابل اجرا نیست. در این مقاله به منظور رفع این نقص، روش فضای داده بکار گرفته شده و الگوریتم بر این مبنا در محیط نرم افزار متلب کد نویسی شده است. به منظور بررسی کارایی کد، یک مدل مصنوعی حاوی سه مکعب با ابعاد و عمق های مختلف بکار گرفته شد. در ابتدا داده های گرانی و مغناطیس حاصل از این مدل مصنوعی با کد نوشته شده مدل سازی پیشرو تهیه شد و سپس با اضافه نمودن نوفه تصادفی بصورت مجزا و در فضای داده و بصورت سه بعدی وارون سازی شدند. در ادامه، الگوریتم بهبود یافته وارون سازی توام و توسعه داده شده در محیط متلب مبتنی بر گرادیان متقاطع با اعمال قید همواری برای وارون سازی توام سه بعدی داده ها استفاده شد. نتایج به دست آمده بهبود های قابل توجهی در مدل های حاصل در یک شرایط مساوی را ایجاد کرد. این بهبود ها هم از جنبه تعیین موقعیت و گسترش عمقی مدل مصنوعی و هم از جنبه قابلیت اجرای کد با این تعداد پارامتر مدل بود. پس از تایید نتایج، الگوریتم مذکور برای وارون سازی توام و سه بعدی داده های گرانی و مغناطیسی برداشت شده از محدوده هماتیتی اطراف معدن جلال آباد زرند (استان کرمان) به منظور نمایش کارایی الگوریتم در وارون سازی داده های مغناطیسی محدوده مذکور بکار رفت. مقایسه مدل های حاصله با نتایج حفاری موید صحت کار و کارایی بالای این الگوریتم، حتی زمانی که با کمبود داده مواجه هستیم، می باشد.

    کلید واژگان: میدان پتانسیل, تشابه ساختاری, غیریکتایی مدل, وارون سازی توام, گرادیان متقاطع}
    Ali Moradzadeh *, Farshad Joulidehsar, Faramarz Doulati Ardejani

    Cross-gradient based joint inversion method is one of the very useful methods for reduction of non-uniqueness and elimination of lacks of reconstructed models using separate inversion. This method have also some deficiencies against its advantages. It needs too much time when the dimension of problem is large and sometimes it's not runnable. In this paper data space method, as a fast procedure for inversion of some matrices in inversion process, was represented and cross-gradient based joint inversion algorithm supported by this method was developed in MATLAB software. To investigate the capability of code, a synthetic model include three cubes with various dimensions and depth extend was used. At first the calculated gravity and magnetic anomalies of this synthetic model were separately inverted using data space inversion method. Then these synthetic gravity and magnetic data were jointly inverted using the improved 3D inversion algorithm along with smoothness constraint. The obtained results showed significant improvements in the output model with the same conditions of separate data inversion. These improvements were in delineation of location and depth estimating aspects and also capability of code performance to recover such number of model’s parameters. After validating of results, the proposed routine was applied for 3D joint inversion of the gravity and magnetic data of one Hematite area around Jalalabad iron mine in Zarand city (Kerman province). Comparison of the inversion results with those obtained by drilling, validates correctness and ability of the presented algorithm even when we encounters with deficiency of data.

    Keywords: potential field, Structural Similarity, non-uniqueness, joint inversion, cross-gradient}
  • B. Jodeiri Shokri *, H. Dehghani, R. Shamsi, F. Doulati Ardejani

    This work presents a quantitative predicting likely acid mine drainage (AMD) generation process throughout tailing particles resulting from the Sarcheshmeh copper mine in the south of Iran. Indeed, four predictive relationships for the remaining pyrite fraction, remaining chalcopyrite fraction, sulfate concentration, and pH have been suggested by applying the gene expression programming (GEP) algorithms. For this, after gathering an appropriate database, some of the most significant parameters such as the tailing particle depths, initial remaining pyrite and chalcopyrite fractions, and concentrations of bicarbonate, nitrite, nitrate, and chloride are considered as the input data. Then 30% of the data is chosen as the training data randomly, while the validation data is included in 70% of the dataset. Subsequently, the relationships are proposed using GEP. The high values of correlation coefficients (0.92, 0.91, 0.86, and 0.89) as well as the low values of RMS errors (0.140, 0.014, 150.301, and 0.543) for the remaining pyrite fraction, remaining chalcopyrite fraction, sulfate concentration, and pH prove that these relationships can be successfully validated. The results obtained also reveal that GEP can be applied as a new-fangled method in order to predict the AMD generation process.

    Keywords: Acid mine drainage, copper tailing, pyrite, chalcopyrite, gene expression programming}
  • سجاد محب علی، سروش مقصودی، فرامرز دولتی ارده جانی*

    روش های سنتی ارزیابی اثرات زیست محیطی مانند لیوپولد، فولچی و ماتریس ریام، تنها به تاثیرات مخرب طرح توجه نموده و کمتر مزایای اقتصادی و اجتماعی یک واحد صنعتی در آنها در نظر گرفته می شود. تحلیل پوششی داده ها به عنوان یک رویکرد نوین در ارزیابی واحدهای صنعتی علاوه بر مسایل زیست محیطی، تاثیرات مثبت اقتصادی و اجتماعی طرح را نیز در نظر گرفته و یک ارزیابی جامع از واحد صنعتی مورد نظر ارایه می نماید. در پژوهش حاضر کارخانه زغال شویی البرز شرقی در شمال ایران به عنوان مطالعه موردی در نظر گرفته شده است و 19 فعالیت کارخانه و 11 مولفه زیست محیطی در ارزیابی اثرات زیست محیطی کارخانه مورد استفاده قرار گرفته اند. برای حل مسئله از دو رویکرد مرسوم تحلیل پوششی داده ها به نام هایCRS وVRS  استفاده شده است. نتایج نشان داد که مولفه های "بوم شناسی" و "چشم انداز منطقه" به عنوان مولفه های دارای بیشترین خطر باید مورد توجه جدی قرار گیرند. همچنین رسم نمودار "پتانسیل بهبود" در روش تحلیل پوششی داده ها می تواند به عنوان یک ابزار موثر در تعیین طرح های توسعه و بهبود فعالیت های کارخانه موثر باشد. استفاده از مدل CRS با رویکرد افزایش خروجی ها نشان داد که برخی فعالیت های کارخانه مانند "دمپ خوراک ورودی"، "پساب کارخانه" و "میزان مصرف آب در کارخانه" بیش ترین اختلاف را با حالت بهینه داشتند و در طرح های توسعه ای آینده این مولفه ها حتما باید به منظور اصلاح مدنظر قرار گیرند. در نهایت می توان گفت ارزیابی اثرات زیست محیطی کارخانه زغال شویی با رویکرد CRS خروجی محور در شرایط فعلی کارخانه به مفاهیم توسعه پایدار نزدیک تر است و می تواند ملاک عمل قرار گیرد.

    کلید واژگان: ارزیابی اثرات زیست محیطی پایدار, کارخانه زغال شویی البرز شرقی, روش های ارزیابی اثرات زیست محیطی, تحلیل پوششی داده ها}
    Sajjad Mohebali, Soroush Maghsoudy, Faramarz Doulati Ardejani *
    Summary

    The main problem of traditional methods of environmental impact assessment is that in most of the existing algorithms and methods, such as Leopold matrix, Folchi method and RIAM matrix, the main attention is to the destructive effects of the proposed plan and the advantages of the plan are less noticeable. Data envelopment analysis (DEA) is a new approach to assessing the industrial units also considers the positive economic and social impacts of the project and provides a comprehensive assessment of the industrial unit. In the present study, the Alborz Sharghi Coal washing plant in northern Iran has been considered as a case study, and 19 plant activities and 11 environmental components have been used to evaluate the effects of the plant. To solve the problem, two commonly used DEA approaches, called BCC and CCR, have been used.  

    Introduction 

    The problem that always has been challenging is that the focus of the various EIA methods is on the environment. Although the economic and social issues are not considered. This approach makes this idea to the stakeholders that the environmental impact assessments are the obstacle in their way. however, in recent years, the concepts such as sustainable development and corporate social responsibility has convinced the industrial units that the simultaneous attention to economic issues, indigenous communities and the environment around the factory, can increase the economic benefits of that industrial unit in the long time. So, introducing a new approach to assessing the environmental impact of the units is essential. This approach can systematically conduct the EIA process and simultaneously addresses the economic and social issues of the project.  

    Methodology and Approaches 

    In the present study, the authors trying to use the Data Envelopment Analysis (DEA) method as an environmental impact assessment (EIA) against traditional methods such as Folchi and RIAM.  The case study is East Alborz Coal Washing Plant in the northern Iran. In this case, 19 impacting factors (IF) and 11 environmental components (EC) were considered. Also, two most popular approaches of the DEA, called CCR and BCC, have been compared and the output-oriented BCC method has been introduced as a new way for the environmental impact assessment with the sustainable development approach.  

    Results and Conclusions 

    The DEA method can reduce the uncertainty of the results and also make the final results more reliable due to there is no need to determine the weights of the impacting factors. Assessing the environmental impact of the plant by BCC and CCR approach in two modes of minimizing inputs and maximizing outputs showed that "ecology" and "landscape" components are two environmental components that are the least efficient and should be seriously considered. Moreover, it can be said that the EIA of the coal washing plant with the output-oriented BCC approach is closer to the concepts of sustainable development. The use of "Potential Improvement" method as one of the results of the DEA analysis, helps to examine the status of the impacting factors and can be used in the selection of more efficient development plans. The results of "Total Potential Improvement" showed that the BCC model (maximize-outputs) has a more rigorous evaluation of impacting factors and two factors of "input feed dump" and "water consumption" to achieve an efficient state should be reduced about 13%.

    Keywords: Sustainable EIA, Alborz Sharghi Coal Washing Plant, EIA methods, data envelopment analysis}
  • فرامرز دولتی ارده جانی*، عباس شرفی، حامد بیگی، بهرام رضایی، جعفر سرقینی

    تعیین توزیع فضایی عناصر سمی در محل دپوی باطله های معدن نیازمند ارزیابی خطرات وارایه راهکارهای زیست محیطی می باشد. برای رسیدن به این هدف، از دمپ باطله شرقی معدن انگوران به مساحت 300000 مترمربع نمونه برداری انجام شد. برای این منظور، 38 نمونه ی خاک جهت مطالعه، آنالیز و مدل سازی انتخاب گردید. مطالعات آماری مجموعه داده ها برای برخی از عناصر سمی شامل As،Cd ،Cu وCo صورت پذیرفت. از نظر زمین آماری، جهت حذف داده های خارج از ردیف از روش نمودار Q-Q plot استفاده شد که این امر افزایش ضریب همبستگی نتایج را به همراه داشت. در مرحله بعد، مطالعات زمین آماری از جمله پارامتر های واریوگرام شامل دامنه، سقف، اثر قطعه ای و آزیموت برای عناصر سمی مورد مطالعه محاسبه و توزیع پراکندگی این عناصر بر اساس روش شبیه سازی گوسی متوالی (SGS) مدل سازی شد که نتایج حاصل نشان دهنده مقادیر بالای As در نواحی جنوب، غرب و شمال دمپ باطله می باشد. بعلاوه، مقادیر بالای Cd در نواحی جنوب غربی و شمال شرقی دمپ باطله تعیین گردید. نتایج نشان داد که مقادیر بالای Co و Cuدر نواحی غرب، جنوب و شمال دمپ باطله تجمع پیدا کرده اند. به منظور اعتبارسنجی واریوگرام ها از روش اعتبارسنجی متقابل استفاده شد که یک روش اساسی برای مقایسه تاثیر مدل واریوگرام های مختلف و روش های شبیه سازی در نتایج درونیابی می باشد. ضریب همبستگی برای عناصر As ،Cd ،Cu وCo به ترتیب 885/0، 8056/0، 6867/0 و 9792/0 محاسبه گردید که نشان دهنده اعتبار بالای نتایج شبیه سازی می باشد. نتایج حاصل از مطالعه حاضر می تواند در ارایه راهکارهای مدیریت زیست محیطی باطله های معدنی برای کنترل آلاینده های سمی مورد استفاده قرار گیرد.

    کلید واژگان: شبیه سازی گوسی متوالی, مدل واریوگرام, داده های خارج از ردیف, عناصر خطرناک, دمپ باطله}
    Abbas Sharafi, Hamed Beigi, Bahram Rezaei, Jafar Sargheini

    Mining operations and waste resulting from it can be considered as one of the most important sources of hazardous elements in the environment. Identification of the spatial distribution of toxic elements in the mine waste dump systems requires the assessment of environmental hazards and strategies. To achieve the goal, the sampling was conducted on a waste dump located in the east of Angouran mine at an area of 300,000 square meters. For this purpose, 38 soil samples were selected for study and modeling. Statistical studies of the data set for As, Cd, Cu and Co elements were performed. In addition, Q-Q plot was used to remove outlier from the data, which resulted in an increase in the correlation coefficient of the results. In the next step, statistical analyses were performed to determine variogram parameters for the studied elements and the distribution of toxic elements was modeled on the basis of sequential Gaussian simulation (SGS) method, which results in high concentrations As in the south, west, and north of the dump. Elevated concentration of Cd can be seen in the southwest and northeast parts of the dump. Also, high concentrations of Co and Cu accumulate in the western, southern and northern parts of the dump. In order to validate variograms, cross-validation method was employed which is a fundamental method for comparing the effect of different variogram models and simulation methods on interpolation results. Correlation coefficients for As, Cd, Cu and Co elements were 0.885, 0.8056, 0.6867 and 0.9792, which represent the validity of simulation results.

    Keywords: Sequential Gaussian Simulation, variogram model, Outlier, toxic elements, waste dump}
  • مجتبی طباطبایی*، سروش مقصودی، فرامرز دولتی ارده جانی
    علم به خودی خود دعوی اخلاقیات و یا حل و بررسی مسایل و مشکلات اجتماعی را ندارد. از این رو به شاخه ای بین رشته ای نیاز داریم تا ضمن آگاهی از مسایلی علمی، با پیچیدگی های علوم انسانی نیز آشنا باشد. اخلاق کاربردی و اخلاق حرفه ای چنین وظیفه ای دارند و در مورد مسایل مربوط به علوم زمین، دانش "اخلاق زمین" این نقش را ایفا می کند. اخلاق زمین (Geo-Ethics) یکی از شاخه های نوظهور اخلاق حرفه ای است. در اخلاق حرفه ای بر مسئولیت ها و اولویت های اخلاقی اعضاء و صاحبان حرفه تاکید می شود. همچنین نحوه مواجهه با مسایل دشواری نظیر دوراهی های پیچیده ی اخلاقی در آن شاخه تبیین و تشریح میگردد. اخلاق زمین، فصل مشترکی است میان فلسفه، علوم زمین، اقتصاد و جامعه شناسی. در پژوهش حاضر تلاش شده است تا مفاهیم پایه ای اخلاق زمین معرفی گردد و ریشه ها و تاریخچه آن مورد بررسی قرار گیرد. همچنین انجمن های بین المللی اخلاق حرفه ای به عنوان مراجعی جهانی معرفی گردیده است. از جمله مسایل اساسی اخلاق زمین می توان به ارتباط آن با جامعه و مسئولیت های اجتماعی، موضوع تغییر اقلیم و اکوسیستم حیات، بیان دوراهی های اخلاقی و مباحث مرتبط با پژوهش اشاره نمود. همچنین ارتقاء سطح اخلاقی محققین جوان و تشویق آن ها به تفکر انتقادی در خصوص مدیریت منابع زمین و تلاش برای یافتن راه حل های اجتماعی-اقتصادی در چارچوب اصول پایداری، برای نسل های آینده، از جمله مباحث کلیدی در اخلاق زمین می باشند.
    کلید واژگان: اخلاق کاربردی, اخلاق زمین, کدهای اخلاقی, مهندسی زمین, اخلاق محیط زیست, اخلاق حرفه ای}
    Mojtaba Tabatabaee *, Soroush Maghsoudy, Faramarz Doulati Ardejani
    Science dos not have a clime about the moral issues or solving the social problems. Hence, we need an interdisciplinary branch to be familiar with the complexities of the human sciences while knowledge of scientific or engineering issues. Applied ethics and professional ethics have such a role, and in the field of Geoscience, a new branch called "Geo-ethics" plays this role. Geo-Ethics is one of the emerging branches of professional ethics. In professional ethics, the responsibilities and ethical priorities of members and business owners are emphasized. It also explains how to deal with difficult issues such as moral complexities in that branch. Geo-ethics is a common ground between philosophy, earth sciences, economics and sociology. In this research, we attempt to introduce the basic concepts of Geo-ethics and its origins and history. International professional ethics associations have also been introduced as global references. One of the fundamental issues of Geo-ethics is its relevance to society and social responsibility and also the issue of climate change and ecosystem of life. Dealing with ethical dilemas and related issues of scientific research are the other sides of Geo-Ethics. Also, promoting the moral level of young researchers and encouraging them to think critically about Geo-resource management and trying to find socio-economic solutions within the framework of sustainability for future generations is the other key issues in Geo-ethics.
    Keywords: Geo-Ethics, Applied Ethics, Codes of ethics, geoengineering, Environmental ethics, Professional Ethics}
  • راحله سیر، فرامرز دولتی ارده جانی*، محسن فرحبخش، محمد یاورزاده، سروش مقصودی
    R. Siyar, F. Doulati Ardejani *, M. Farahbakhsh, M. Yavarzadeh, S. Maghsoudy

    Copper smelting and refinery factories are the final stages of a pyrometallurgical processing chain, and they cause many environmental challenges around the world. One of the most common environmental problems of these factories is toxic emissions. These toxic gases have harmful effects on the vegetation, animal species, soils, and water resources around the factories. Phytoremediation can play an important role in the reduction of the adverse effects of environmental pollutions arising from copper smelting and refinery factories. In this paper, we first discuss different types of pollutions caused by copper metallurgical factories, and present the main research approaches and studies conducted on these factories. In the second part, we provide a summary and comparison of different remediation technologies used to reduce the environmental pollutions of these factories. Besides, the advantages and disadvantages of each method is also investigated. In the third part, we review the different aspects of the phytoremediation including the effective mechanisms, different types of plants, application environments, and the effective factors. The next part includes the selection of suitable plants for the phytoremediation process applied for copper metallurgical factories and investigation of the native and cultivated hyperaccumulator plants. In addition, different efficiency indices are introduced for evaluating the phytoremediation efficiency and selecting an appropriate hyperaccumulator plant. At the final stage, some appropriate plant species for various types of phytoremediation are introduced. The effects of different environmental stresses and the possibilities of integrating phytoremediation with other remediation technologies as well as the advantages and disadvantages of phytoremediation are eventually investigated.

    Keywords: Industrial ecosystem, Remediation technologies, Cultivated hyperaccumulators, Environmental stresses, Copper metallurgical factories}
  • مجید شاه حسینی، فرامرز دولتی ارده جانی*، مهدی امینی، لونا ابراهیمی

    کانی های تازه تشکیل (ثانویه) در نتیجه فرآیندهای اکسایش، آبکافت، ترسیب و آب زدایی در محیط زهاب اسیدی تشکیل می شوند. رخداد کانی های ثانویه همراه با انباشته شماره 7 در معدن مس پورفیری میدوک با استفاده از کانی شناسی پراش پرتوی ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و قله نگاری رامان (RS) بررسی شد. بررسی های زمین شیمیایی شاخص اشباع و گونه زایی بر آب منفذی شبیه سازی شده از آزمون pH گل اشباع انجام شد. مقادیر pH اسیدی (بین 47/1 تا 23/4)، غلظت بالای سولفات (بین 95/3 تا 286 گرم بر لیتر) و غلظت بالای آهن (9/120 تا 70860 میلی گرم بر لیتر) در شیرابه بیانگر اکسایش سولفیدها به ویژه پیریت در انباشته است. کمپلکس FeSO4+ به عنوان گونه غالب آهن سه ظرفیتی در فاز محلول شیرابه تعیین شد. بر اساس بررسی های کانی شناسی و زمین شیمیایی، کانی های تازه تشکیل شامل کوکوییمبیت، فری کوپیاپیت، پلمبوژاروسیت، روزنیت، آلونژن و بروکانتیت همراه با انباشته شناسایی شدند. نگه داشت عناصر آرسنیک، سرب و مس توسط سولفات های آهن به ویژه کوکوییمبیت در انباشته تایید گردید. نتایج این پژوهش می تواند در طراحی و گسترش برنامه جامع مدیریت زیست محیطی مناطق معدنی مورد استفاده قرار گیرد.

    کلید واژگان: کانی های تازه تشکیل, اکسایش پیریت, سولفات آهن, قله نگاری رامان, انباشته کم-عیار مس}
    Majid Shahhosseini, Faramarz Doulati Ardejani*, Mahdi Amini, Lona Ebrahimi

    Newly minerals could be formed as a result of oxidation, hydrolysis, precipitation and dehydration processes in acid mine drainage (AMD) environment. The occurrence of secondary minerals within the dump No. 7 from Miduk copper mine was studied using mineralogical approaches including X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM-EDS) and Raman Spectroscopy (RS). Geochemical invetigations, including saturation index and speciation, were conducted on pore water of the dump which simulated from paste pH test. Acidic pH value (ranges from 1.47 to 4.23), a high concentration of SO42- (ranges from 3.95 to 286 g/L) and a high level of Fe (varies from 120.9 to 70860 mg/L) of the waste leached indicate that sulphide oxidation especially pyrite occurs within the dump. Complex FeSO4+ was dominant species of ferric iron in the leached solution phase. According to mineralogical and geochemical studies, newly formed minerals including coquimbite, ferricopiapite, plumbojarosite, rozenite, alunogen and brochantite were identified within the dump. Retention of As, Pb and Cu by iron sulphate, especially coquimbite, were confirmed in the dump. The results of the present study could be employed to develop a comperehensive environmental management program at the mining sites.

    Keywords: newly formed minerals, pyrite oxidation, iIron sulphate, Raman Spectroscopy, copper low-grade dump}
  • سجاد علیزاده کاکلر، فرامرز دولتی ارده جانی*
    مغار به عنوان فضای زیرزمینی برای ذخیره سازی پسماندهای شیمیایی، رادیواکتیو، هیدروکربن ها و همچنین جانمای نیروگاه های برق آبی مورد استفاده قرار می گیرد. ساخت مغار دارای پیچیدگی های خاصی است و یکی از مهم ترین مشکلات مربوط به آن، نشت آب است. شبیه سازی نشت به این فضاها و تخمین دقیق مقدار آن به ارزیابی دقیق خواص فیزیکی منطقه به ویژه ضریب هدایت هیدرولیکی بستگی دارد. با وجود ناهمسانگردی توده سنگ های شکسته، در اغلب مطالعات از فرض ضریب هدایت هیدرولیکی همسانگرد استفاده می شود. در این مطالعه، هدف بررسی میزان ناهمسانگردی ضرایب هدایت هیدرولیکی با استفاده از مطالعه موردی مغار نیروگاه تلمبه ذخیره ای سد رودبار لرستان است. برای این منظور،  از مدلسازی سه بعدی شبکه شکستگی های گسسته برای محاسبه مقدار نشت استفاده شده است. مطالعه آماری بر روی داده های شیب و جهت شیب درزه ها، مشخص کرد که منطبق ترین توزیع آماری متناسب با آن ها توزیع توانی است. پارامتر آزمون واتسون- ویلیامز برای شیب و جهت شیب شبکه شکستگی های مدل شده به ترتیب 54/0 و 27/0 برآورد و در نتیجه مدل اعتبارسنجی شد. با بررسی اندازه المان نماینده به ابعاد 1 تا 12 متر، اندازه مناسب برای آن 7 متر تعیین شده است. استخراج مولفه های تانسور ضرایب هدایت هیدرولیکی نشان می دهد که ناهمسانگردی هیدرولیکی توده سنگ که ناشی از شکستگی های آن است، ممکن است منجر به تفاوت بیش از 7 برابری ضریب هدایت هیدرولیکی در جهات مختلف شود.
    کلید واژگان: تانسور هدایت هیدرولیکی, توده سنگ ناهمسانگرد, مغار, توده سنگ شکسته}
    S. Alizadeh Kaklar, F. Doulati Ardejani *
    The importance and necessity of using underground spaces in the present era is not overlooked. Caverns are used as an important bunch of underground spaces for the storage of radioactive waste, hydrocarbons, and hydroelectric power plant projects. Construction of caverns has particular complexity and water seepage into the caverns is one of the most important problems. The purpose of the present study was to investigate the 3D modeling of the fracture network of a cavern for the pumped storage power plant of Rudbar Lorestan dam by using DFN method and 3DEC software and then determining the tensor of hydraulic conductivity by using the model. To achieve the goal, statistical analyses were performed on the in situ data extracted from the area. Power law distribution was determined as a suitable statistical distribution proportional to the data. Then, the DFN model was created and validated using the Watson-Williams test. In the following, a block model of DFN made from the fractures was constructed to determine the Representative Elementary Volume for different dimensions from 1 to 12 m. It was found that a 7-meter model was appropriate. Furthermore, the tensor of hydraulic conductivity was determined by using a hydraulic head on a generated REV.
    Keywords: Hydraulic conductivity tensor, Anisotropic, Fractured rock mass, Cavern, DFN}
  • بهشاد جدیری شکری*، مسعود زارع نقدهی، فرود حدادی، فرامرز دولتی ارده جانی، مجید شاه حسینی
    طول 22 سال گذشته، بیش از 21 مگا تن باطله زغال در کارخانه زغالشویی انجیر تنگه واقع در شمال ایران، تولید شده است. باطله های زغال، بدون درنظرگرفتن هرگونه ملاحظات محیط زیستی در طبیعت بکر محیط رها شده است. از طرفی، بررسی های پیشین، حاکی از تولید زهاب اسیدی معدن در این باطله ها است. از اینرو، بررسی ریسک احتمالانی ناشی از تولید زهاب اسیدی معدن، امری ضروری است. برای این منظور در این مقاله، از روش پیش بینی احتمالاتی برای تخمین فرآیند اکسایش پیریت در محل انباشت باطله های زغال البرز مرکزی، استفاده شده است. برای این منظور، ابتدا پارامترهای عمق، فرکشن اکسیژن و غلظت کربنات به عنوان ورودی و میزان pH و پیریت باقیمانده به عنوان پارامترهای خروجی انتخاب شدند. سپس، توابع توزیع احتمالاتی بر روی پارامترهای ورودی برازش شدند. در ادامه پس از پیدا کردن بهترین روابط آماری خطی بین هر یک از پارامترهای هدف و پارامترهای ورودی و جایگذاری توابع توزیع احتمالاتی، به کمک شبیه سازی مونت کارلو میزان پیریت باقیمانده و pH تخمین زده شدند. نتایج حاکی از آن است که به احتمال 5% میزان pH و پیریت باقیمانده در محل انباشت باطله ها به ترتیب کم تر از 6/4 و 894/0 بوده است.
    کلید واژگان: شبیه سازی مونت کارلو, میزان پیریت باقیمانده, پتانسیل آلودگی, پیش بینی احتمالاتی}
    Behshad Jodeiri Shokri *, Masoud Zare Naghadehi, Foroud Hadadi, Faramarz Doulati Ardejani, Majid Shahhosseini
    More than 21 Mt of coal wastes is being produced by Anjir Tangeh coal washing plant during 22 years. Wastes have been deposited in the area without considering of environmental regulations in such an unspoiled area. Moreover, the pervious researches revealed that the pile has a potential of acid mine drainage generation. Therefore, it is essential to present a model for investigating risk of acid mine drainage generation in this pile. This paper presents a probabilistic method to prediction of acid mine drainage is being generated within Anjir Tangeh coal wastes pile. After building a database, pyrite remaining fraction and pH were considered as output data while depth of the wastes, bicarbonate concentration and oxygen fraction were input parameters. Then, the best probability distribution functions were presented on each of input parameters applying Monte Carlo simulation. Also, the best linear statistical relationships between input data and output data were presented. Afterward, the best probability distribution functions of input parameters were inserted to the relationships to find the probability distribution functions of output data. Eventually, the results revealed that the remaining pyrite fraction and pH values were lower than 0.894 and 4.6 at a 5% probability level, respectively.
    Keywords: Acid mine drainage, Monte Carlo Simulation, Statistical analyses, Coal Wastes}
  • سجاد محب علی، سروش مقصودی، فرامرز دولتی ارده جانی*

    معدن و صنایع معدنی ازجمله مواردی است که همواره یکی از منابع اصلی نگرانی های زیست محیطی برای جوامع بشری بوده است. فرآیند استخراج و فرآوری زغال سنگ با توجه به ماهیت آن پتانسیل بسیار بالایی در ایجاد انواع مختلف آلودگی های زیست محیطی دارد. در این پژوهش کارخانه زغال شویی البرز شرقی در ایران و تاثیرات آن بر روی محیط زیست با استفاده از روش های مختلف ارزیابی اثرات زیست محیطی بررسی شده است. در ابتدا فهرستی از فعالیت های کارخانه و اثرات زیست محیطی ناشی از این فعالیت ها تهیه گردیده و در ادامه با استفاده از سه روش ماتریس فولچی اصلاح شده، روش تحلیل سلسله مراتبی و ماتریس سریع یا پاستاکیا اثرات زیست محیطی کارخانه سنجیده شده است. برآیند نظر کارشناسان نشان داد که پساب کارخانه، انتشار آلاینده ها به هوا و نشت آلاینده ها از تیلینگ به ترتیب با امتیازهای 8، 7.9 و 7.9 مهمترین فعالیت های تاثیرگذار زیست محیطی کارخانه می باشند. تفاوت پاسخ های روش های مختلف ارزیابی اثرات زیست محیطی همواره یکی از چالش های این موضوع بوده است. در پژوهش حاضر تلاش شده است تا با استفاده از استراتژی های ادغام مختلف مانند بوردا، کوپلند، کمنی، کوهلر و روش ابداعی Direct Ranking Strategy (DRS) ، نتایج روش های مختلف تجمیع شود. استفاده از روش ترکیبی ارزیابی اثرات زیست محیطی (Coupled Environmental Impact Assessment - C-EIA) به منظور تجمیع روش های مختلف نشان داد که چهار مولفه «آب های زیرزمینی»، «چشم انداز منطقه»، «خاک منطقه» و «بوم شناسی» با حدود مقدار 0.12 به ترتیب بحرانی ترین مولفه های محیط زیستی برای این کارخانه هستند.

    کلید واژگان: کارخانه زغال شویی, روش C-EIA, استراتژی های ادغام, ارزیابی اثرات زیست محیطی, البرز شرقی}
    Sajjad Mohebali, Soroush Maghsoudy

    Mining and mineral industries are one of the main sources of environmental concerns for human societies. The process of mining and mineral processing of coal due to its nature and mechanism, has a high potential of creating different types of environmental pollutions. In this study, the Alborz Sharghi coal washing plant in Iran and its effects on the environment have been investigated using different environmental impact assessment methods (EIA). Initially, a list of plant activities and the environmental components have been prepared and after that three EIA methods include modified Folchi, AHP and RIAM matrix, have been used. Average results of expert suggestions show that factory waste water, toxic gases ans leaching from tailings with the score 8,7.9 and 7.9 respectively are the most hurmful activities of the company. The variety of the results of different EIA methods has always been one of the most significant challenges of the Environmental impact assessment. In current study, the results of various EIA methods have been coupled with each other by using some integration strategies like Borda, Copeland, Kemeny and Kohler. A novel strategy called DRS (Direct Ranking Strategy) have been developed in current research. The use of coupled environmental impact assessment (C-EIA) method to aggregate various EIA methods showed that the four components of "Groundwater", "Landscape", "Soil of the area" and "Ecology" are respectively the most critical environmental components of the Alborz sharghi coal washing plant.

    Keywords: Coal washing plant, C-EIA method, integrated strategies, Environmental impact assessment, Alborz Sharghi}
  • علی مرادزاده*، مهدی زارع، ابوالقاسم کامکار روحانی، فرامرز دولتی ارده جانی
    آلودگی فلزات سنگین یکی از اصلی ترین مشکلات زیست محیطی در ارتباط با فعالیت های معدنی، صنعتی و کشاورزی در جهان به شمار می آید که به دلیل ماندگاری بالای این فلزات سمی و درجه انحلال پذیری مختلف در شرایط اسیدی و حتی غیر اسیدی، می تواند اثرات مخرب بر روی آب، خاک و انسان را در بلند مدت داشته باشد. معدن سرب- روی انگوران یکی از بزرگترین ذخایر سولفیدی- کربناتی در حد کلاس جهانی می باشد که در اثر معدن کاری، حجم قابل توجهی از باطله معدنی را به وجود آورده که می تواند منبع انتقال فلزات سنگین به آب و خاک مناطق پایین دست گردد. از اینرو استفاده از روش های سریع و مقرون به صرفه جهت کلاسه بندی ریسک آلودگی این نوع باطله ها می تواند ابزار مفیدی برای پایش و برنامه های احیاء و بازسازی در آینده باشد. هدف از این تحقیق به کارگیری تکنیک های آماری چند متغیره از جمله روش آنالیز تمایز و بهره گیری از تکنیک هوش مصنوعی به منظور کلاسه بندی و پیش بینی پتانسیل آلودگی در باطله های معدنی می باشد. به همین منظور پس از نمونه برداری از بخش های مختلف سطح دمپ باطله، غلظت فلزات سنگین همچون Al، As، Cd، Co، Cr، Cu، Fe، Mn، Mo، Ni، Pb، Sb و Zn با استفاده از روش (ICP-MS) مورد آنالیز قرار گرفت. سپس محدوده آلودگی توسط شاخص های ارزیابی ریسک زیست محیطی و بار آلودگی شناسایی و مدل-سازی گردید. سرانجام با بکارگیری از دو تکنیک آنالیز تمایز و شبکه عصبی، ریسک و پتانسیل آلودگی بر روی محدوده دمپ باطله به سه سطح آلودگی پایین، متوسط و بالا با صحت قابل قبول 49/91 و 6/93 کلاسه بندی شد. نتایج همچنین نشان داد که این تکنیک ها می تواند ابزار کارآمدی جهت کلاسه بندی باطله های جدید و طراحی و احداث دمپ ها بر اساس سطح آلودگی آنها باشد.
    کلید واژگان: کلاسه بندی, زیست محیطی, آنالیز تمایز, آلودگی, باطله های سولفیدی کربناته}
    Ali Moradzadeh *, Mehdi Zare, Abolghasem Kamkar Rouhani, Faramarz Doulati Aredehjani
    Heavy metal pollution is one of the main environmental problems associated with mineral, industrial and agricultural activities in the world. Due to the long life of these toxic metals and the degree of solubility in acidic and even non acidic conditions, they can have destructive effects on water, soil and humans life in the long time. The lead-zinc mine of Anguran is one of the largest world-class sulfide-carbonate reserves, which, due to mining, has produced a significant amount of mineral wastes, which can be the source of heavy metals to the water and soil of the downstream areas. Therefore, the use of quick and cost-effective methods to classify the risk of contamination of this type of waste can be a useful tool for monitoring, recovery and reconstruction programs in the future. The purpose of this research is to use multivariate statistical techniques, such as discriminant analysis (DA) method and utilize of artificial intelligence technique in order to classify and predict the potential of pollution in mining wastes. To achieve the goals, the samples taken from different surficial parts of the waste dump were analyzed by using the ICP-MS method to determine the concentration of heavy metals. These metals includes: Al, As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb and Zn. The environmental risk assessment indices (ERAI) and potential load index (PLI) were then modelled. At the end, by using the DA and neural network (NN) methods, potential risk of contamination on the damp surface was classified in three low, medium and high levels with the accuracy of 91.49 and 93.6 percent respectively. The results also showed that these techniques can be used as effective tools for classifying new waste dumps and designing of new constructing dumps based on their contamination level.
    Keywords: Classification, Environmental, Discriminant analysis, carbonate sulfide waste, Contamination}
  • سجاد علیزاده کاکلر، فرامرز دولتی ارده جانی*
    یکی از کلید ی ترین و پرچالش ترین مسائل پیش روی فضاهای زیرزمینی از جمله تونل ها و مغارها بررسی میزان نشت آب به این فضاهاست. برآورد واقعی میزان نشت عاملی بسیار تاثیرگذار بر روند رو به جلو در یک پروژه عملیاتی می باشد. اصلی ترین عامل بر میزان نشت، هدایت هیدرولیکی می باشد. یکی از مهم ترین راه های بررسی و برآورد میزان نشت آب به فضاهای زیرزمینی آزمایشات میدانی لوژان و لوفران است، در این تحقیق با استفاده از شبکه شکستگی های مجزا سعی بر این است که بتوان عوامل موثر بر میزان تغییرات هدایت هیدرولیکی را یک به یک مورد بررسی قرار داد و در نهایت مدلی استخراج شود که به کمک آن بتوان به بهترین شکل میزان هدایت هیدرولیکی یک محیط شکسته را بدست آورد. تعداد شکستگی ها و ابعاد مدل بلوکی دو عامل بسیار مهم در سرعت مدل کردن محیط مورد نظر هستند که نهایتا نتیجه بر این شد که فیلتری در نظر گرفته شد که شکستگی های کوچکتر از 10 متر حذف شوند و همچنین ابعاد مدل بلوکی به اندازه حداقل 7 متر باشد (با این ابعاد جواب ها مستقل از اندازه بلوک شکستگی ها می شود). نهایتا جواب های بدست آمده با داده های حاصل از آزمایش لوژن صحت سنجی شدند که انطباق بالایی را از خود نشان دادند.
    کلید واژگان: شبکه شکستگی های مجزا, مغار, المان مجزا, هدایت هیدرولیکی, نیروگاه تلمبه ذخیره ای}
    Sajjad Alizadeh Kaklar, Faramarz Doulati Ardeh Jani *
    One of the most important issues about the underground spaces is to calculate the amount of water seepage into them. Realistic estimation of seepage is a very influential factor in the development of an operational project. The main cause of the seepage is hydraulic conductivity. One of the most important ways of estimating the amount of water seepage into the underground spaces is the Lugeon and Lofran field tests. These tests are performed in rocky and soil environments, respectively. In this research, the effective factors on the amount of hydraulic conductivity changes have been investigated by using a discrete fracture network (DFN). Finally, a model has been developed to help determine the hydraulic conductivity of the fractured rock mass. Since work in a discrete environment software is complex in terms of software, it is very important to obtain a simple model. The number of fractures and dimensions of the block model are two important factors in the speed of modeling. Finally, the filter was intended to remove fractures smaller than 10 meters. Also, the dimension of the block model is at least 7 meters (with these dimensions, the answers independent of the size of the fracture block). Finally, the answers were verified with the lugeon test. The result is a high adaptation between experimental data and calculated data.
    Keywords: Discrete Fracture Network, Cavern, Finite difference, hydraulic conductivity, Pumped storage}
  • وحید خسروی*، فرامرز دولتی ارده جانی، سعید یوسفی
    امکان نگاشت توزیع فضایی عناصر آرسنیک و کروم در یک منطقه معدنی با کمک طیف سنجی انعکاسی مرئی و مادون قرمز نزدیک و زمین آمار مورد بررسی قرار گرفت. پنجاه و پنج نمونه خاک از یک دمپ باطله در مجموعه معدن مس سرچشمه جمع آوری و طیف انعکاسی آنها در یک آزمایشگاه اندازه گیری گردید. قبل از توسعه مدل های رگرسیون کمترین مربعات جزئی و الگوریتم ژنتیک - کمترین مربعات جزئی به منظور پیش بینی غلظت آرسنیک و کروم، مشتق اول ساویتزکی گولای به عنوان مهمترین پیش پردازش بر روی داده ها انجام گرفت. مکانیزم های فیزیکو شیمیایی که به تخمین غلظت عناصر مذکور با طیف سنجی کمک می کند نیز بررسی گردید و طبق نتایج حاصل، محتوای آهن و رس نمونه های خاک، اصلی ترین مکانیزم کمک کننده به پیش بینی غلظت آرسنیک و کروم بود. همچنین بین کارایی هر دو مدل پیش بینی و محتوای آهن و رس نمونه ها، ارتباط مثبت مشاهده گردید. روش الگوریتم ژنتیک - کمترین مربعات جزئی نتایج بهتری نسبت به روش کمترین مربعات جزئی در پیش بینی عناصر سمی از خود نشان داد. پس از تعیین نقاط با آلودگی بالا توسط روش میانیابی زمین آماری (کریجینگ)، الگوهای فضایی مشابهی بین نتایج حاصل از پیش بینی به کمک مدل ها و اندازه گیری های شیمیایی مشاهده شد. نتایج این مطالعه نشان داد که مقدار و تغییرات فضایی آرسنیک و کروم در دمپ باطله معدن مس سرچشمه را می توان به کمک طیف سنجی مرئی و مادون قرمز نزدیک و زمین آمار تعیین کرد.
    کلید واژگان: نگاشت فضایی عناصر, طیف سنجی, الگوریتم ژنتیک, رگرسیون حداقل مربعات جزئی, زمین آمار}
    Vahid Khosravi *, Faramarz Doulati Ardejani, Saeed Yousefi
    Possibility of mapping the distribution of Arsenic and Chromium in a mining area was investigated using combination of (VNIR) reflectance spectroscopy and geostatistical analysis. Fifty five soil samples were gathered from a waste dump at Sarcheshmeh copper mine and VNIR reflectance spectra were measured in a laboratory. Savitzky- Golay first derivative was used as the main pre-processing method before developing Genetic Algorithm Partial Least Squares Regression (GA-PLSR) and PLSR models for predicting toxic elements concentrations. Physicochemical mechanism that allows the prediction with reflectance spectroscopy was also investigated and it was found that, elements sorption by spectrally active Fe and clay contents of soil was the major mechanism helping the prediction of spectrally featureless As and Cr. Positive relationships were observed between performance of predicting models and iron and clay contents of the samples. Comparing to PLSR, higher performances for predicting both toxic elements concentrations were obtained by applying GA-PLSR model. Furthermore, similar spatial patterns for soil pollution hotspots were observed by geostatistical interpolation (kriging) of chemically measured and models’ predicted values. Results demonstrated that the amount and spatial variability of arsenic and chromium can be determined using VNIR spectroscopy and geostatistics in Sarcheshmeh mine’s waste dump.
    Keywords: Mapping elements, Spectroscopy, Genetic Algorithm, PLSR, Geostatistics}
  • حمید ثابتی، علی مرادزاده*، فرامرز دولتی ارده جانی، آمیلکار سوآرس
    شبیه سازی زمین آماری امکان تولید مدل های دو و سه بعدی با استفاده از داده های اندازه گیری شده در محل های محدود (چاه) را فراهم می کند. در این مطالعه، روش جدیدی به نام شبیه سازی متوالی مستقیم بهبودیافته ارائه شده و با روش شبیه سازی متوالی مستقیم رایج، برای شبیه سازی داده های مقاومت صوتی مقایسه شده است. در الگوریتم رایج پارامترهای شبیه سازی واریوگرام و تابع توزیع احتمالاتی به صورت کلی معرفی می شود بنابراین احتمال توزیع فضایی نامناسب مقادیر شبیه سازی شده در نتیجه الگوریتم وجود دارد. در روش بهبودیافته، امکان معرفی این پارامترها به صورت محلی به الگوریتم شبیه سازی فراهم شده است. تحلیل و بررسی مقاطع قائم از مقادیر شبیه سازی شده توسط روش رایج و بهبودیافته روی داده مصنوعی نشان می دهد که در روش بهبودیافته مقادیر شبیه سازی شده توزیع فضایی مناسب تری دارند. همچنین هر دو روش رایج و بهبودیافته بر روی یک داده واقعی اعمال شده است. مقایسه نتایج نشان دهنده بهبود عملکرد روش جدید نسبت به روش رایج است. ضمن اینکه هیستوگرام محلی در نتیجه الگوریتم بهبودیافته بازتولید شده است. همچنین برای تحلیل عدم قطعیت، 100 خروجی شبیه سازی با استفاده از هر دو روش تولید شده است تا امکان محاسبه واریانس در هر سلول به وجود آید. کاهش واریانس و در نتیجه کاهش عدم قطعیت در روش بهبودیافته، هم در مورد داده مصنوعی و هم در مورد داده واقعی، موید کارایی بهتر این روش نسبت به روش رایج است.
    کلید واژگان: شبیه سازی زمین آماری, مقاومت صوتی, شبیه سازی متوالی مستقیم بهبود یافته, واریوگرام}
  • بهشاد جدیری شکری *، فرامرز دولتی ارده جانی، صادق کریم پولی
    زمینه و هدف
    یکی از مهم ترین مشکلات محیط زیستی ناشی از عملیات معدن کاری، تولید و انتشار زهاب اسیدی در محیط پیرامون آن ها است. زهاب اسیدی اغلب از اکسیداسیون کانی های سولفیدی (به ویژه پیریت) در باطله ها، کانسارها و فرآوری معدنی تولید می شود. از این رو، پیش بینی و اندازه گیری میزان پیریت نقش شایان توجهی در شناسایی و کنترل زهاب اسیدی دارد. در این مقاله با استفاده از روش آماری رگرسیون چند متغیره، رابطه ای برای پیش بینی میزان پیریت باقی مانده در یک دمپ باطله فرآوری زغال واقع دراطراف کارخانه زغال شویی البرزشرقی پیشنهاد شده است.
    روش بررسی
    پیش بینی میزان پیریت باقی مانده (متغیر هدف) براساس متغیرهای تاثیرگذاری (مستقلی) مانند میزان اکسیژن نفوذی در ذرات باطله، عمق قرارگیری باطله ها در دمپ، میزان بارش تجمعی (از زمان ایجاد دمپ باطله تاکنون) و دمای محیطی در دمپ انجام گرفته است. برای تعیین میزان پیریت باقی مانده پس از انجام نمونه برداری و آماده سازی نمونه ها، از روش جذب اتمی برای اندازه گیری میزان آن در سولفور پیریتی استفاده شد. اندازه گیری اکسیژن نفوذی در باطله ها نیز به صورت برجا در محل ترانشه های حفر شده در دمپ باطله انجام شد.
    یافته ها
    نتایج مطالعات آزمایشگاهی نشان داد که میزان پیریت باقی مانده با افزایش عمق باطله ها روند افزایشی داشته است در حالی که اکسیژن در باطله ها تا عمق دو متری از دمپ نفوذ کرده است. پس از اندازه گیری و جمع آوری داده های مورد نیاز آزمایشگاهی و تاریخی، مطالعات آماری گسترده ای بر روی داده ها انجام یافته که به واسطه آن، روابط آماری تجربی بین متغیر هدف و هریک از متغیرهای مستقل ارایه و پیشنهاد شدند. سپس با استفاده از این روابط غیرخطی پیشنهادی و به کمک روش رگرسیون چند متغیره بر اساس الگوریتم افروی مسون (به روش گام به گام)، بهترین مدل (رابطه) پیشنهادی برای پیش بینی میزان پیریت باقی مانده در دمپ باطله زغال ارایه شده است.
    بحث و نتیجه گیری
    نتایج به دست آمده حاکی از قابلیت اطمینان بسیار مطلوب 87 درصدی مدل پیشنهادی است. ارتباط بالای داده های اعتبارسنجی و مدل پیشنهادی با ضریب قوت90%= R2 نیز دلیل دیگری بر مطلوب بودن مدل پیشنهادی برای پیش بینی میزان پیریت باقی مانده در دمپ باطله زغالی می باشد. مدل پیشنهادی قابلیت استفاده در دمپ های مشابه زغالی را دارد و سبب کاهش قابل توجهی در هزینه ها و زمان بررسی های زهاب اسیدی معدنی در مدیریت محیط زیستی باطله های معدنی خواهد شد.
    کلید واژگان: دمپ باطله زغال, پیریت باقی مانده, رگرسیون چند متغیره, کارخانه زغال شویی البرز شرقی}
    Behshad Jodeiri Shokri *, Faramarz Doulati Ardejani, Sadegh Karimpouli
    Background And Objective
    Acid mine drainage (AMD) is one of the most environmental problems which is caused by mining activities. It may be generated from oxidation of sulfide minerals (specifically pyrite) in mining wastes, ore and mineral processing. As a result, prediction and measurement of pyrite can play a key role in investigation of AMD process. In this paper, a relationship based on multivariate regression is suggested for predicting of remained pyrite fraction within a coal waste pile located nearby Alborz- Sharghi coal washing plant.
    Method
    For this purpose, the model uses the most important factors (independent variables) including depth, mole fraction of oxygen, local temperature and cumulative annual precipitation (from the initial deposition of the wastes within the pile) as input parameters and returns the remaining pyrite fraction (dependent variable) in the related depth of the pile as its output.
    Findings: The results of the laboratory experiments reveal that the fraction of pyrite remaining gradually increased at the lower depth where the oxygen diffuses from the surface to 2 m of the pile. A comprehensive statistical analysis was conducted after obtaining and collecting of the required data which caused all the possible relationships among the target and independent variables to be suggested and presented. Then, the best model (relationship) according to Efroymson’s the step wise regression method was presented to predict of the remained pyrite fraction within the pile.
    Discussion and
    Discussions
    The relatively high confidence level of the suggested model (87%) reveals its appropriate reliability. A strong correlation (R2=90%) between validation data and suggested model also confirms the desirable reliability of the model. The proposed model is recommended to be applied in similar coal waste piles and will economize time and cost in investigation of AMD process on the environmental management issue of mining wastes.
    Keywords: Coal Waste Pile, Remained Pyrite Fraction, Multivariate Regression, Alborz, Sharghi Coal Washing Plant}
  • استفاده از روش ترکیبی شبکه های عصبی مصنوعی و الگوریتم های ژنتیک در معکوس سازی داده های مدل چهار لایه ای گمانه زنی الکتریکی
    بهشاد جدیری شکری، فرامرز دولتی ارده جانی، علی مرادزاده، روح الله احمدی
    در مقاله حاضر، مدل سازی معکوس مدل چهار لایه ای گمانه زنی الکتریکی (شامل 8 نوع منحنی متفاوت)، با استفاده از یک روش ترکیبی شبکه های عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک، انجام شده است. برای این منظور، ابتدا، 2000 داده مصنوعی مقاومت ویژه برای حالت های مختلف گمانه زنی الکتریکی با استفاده از نرم افزار Resix-IP، تولید شد. سپس، دسته بندی انواع منحنی های مربوط به مدل های چهار لایه ای مقاومت ویژه با استفاده از روش شبکه های عصبی مصنوعی پیش خور با الگوریتم پس انتشار خطا، مبتنی بر سعی و خطا در آموزش داده ها، بنحو مطلوبی انجام شد. شبکه بهینه طبقه بندی کننده، از22 نرون لایه ورودی، 33 نرون لایه میانی و 8 نرون لایه خروجی، تشکیل شده بود. در ادامه با استفاده از روش الگوریتم های ژنتیک، معکوس سازی داده های مقاومت ویژه برای مدل چهار لایه ای گمانه زنی الکتریکی انجام شد. نتایج بدست آمده مقادیر مقاومت ویژه، نشان دهنده تطابق بسیار مطلوب بین خروجی روش الگوریتم ژنتیک و داده های آزمایشی بودند. بطور نمونه، ضرایب همبستگی بسیار بالا (99/0، 82/0، 83/0 و 97/0) و (99/0، 92/0، 93/0 و 97/0)، مقادیرمقاومت ویژه در لایه های اول تا چهارم، بترتیب در مدل های منحنی مربوط به انواع AA و AK، بخوبی بیانگر این تطابق مطلوب است. از طرفی، مقادیر ضخامت لایه ها در لایه های اول همه منحنی ها با استفاده از روش الگوریتم های ژنتیک، بصورت مناسبی تخمین زده شده اند، در حالیکه، مقادیر ضرایب همبستگی آنها در لایه های دوم (با 81/0 و 88/0) و سوم (79/0 و 71/0) این نوع از منحنی ها، نشان دهنده کارآیی نسبی این روش است.
    کلید واژگان: گمانه زنی الکتریکی, مدل 4 لایه ای مقاومت ویژه, شبکه عصبی مصنوعی, الگوریتم های ژنتیک}
    Using a hybrid neural networks and genetic algorithms method in inverting geoelectrical for-four layer sounding data
    Behshad Jodeiri Shokri*, Faramarz Doulati Ardejani, Ali Moradzadeh, Rohollah Ahmadi
    In this research, a combined hybrid artificial neural networks and genetic algorithms method was used to invert a four-layer sounding model including eight different curve types. For this purpose, 2000 sounding data was synthetically generated using Resix-IP software. Then, different types of curves were classified applying a feed forward artificial neural network with back propagation algorithm based on a trial and error process of training data. The network of classification included 22 neurons in input layer, 33 neurons in hidden layer and 8 neurons in output layer. Subsequently, the inversion of four-layer model of geoelectrical sounding data was conducted by genetic algorithms. The obtained results of resistivity values showed a very good agreement between the outputs of genetic algorithms and test data. For instance, the strong correlation can be reflected by coefficients (0.99, 0.82, 0.83 and 0.97) and (0.99, 0.92, 0.93 and 0.97) of resistivity values for layers No.1 to No.4 in turn in curve types AA and AK. Besides, in all of the curves, thickness of the first layer was appropriately estimated by genetic algorithms method, while in these two curve types, the correlation coefficients in the second layer (0.81 and 0.88) and the third layer (0.79 and 0.71) show a relative capability of this method.
    Keywords: Geoelectrical sounding, four layers models of resistivity, artificial neural networks, genetic algoithms}
  • الله یار خوجم لی، فرامرز دولتی ارده جانی*، علی مرادزاده، علی نجاتی کلاته، سهیل پرخیال، محمدرضا رحمانی
    نقطه کوری، دمایی است که در آن سنگ های پوسته زمین خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهند. در مناطقی که طرفیت زمین گرمایی دارند و یا مناطق آتشفشانی جوان انتظار می رود که عمق نقطه کوری به طور قابل توجهی کم باشد. ارزیابی تغییرات نقطه کوری یک منطقه می تواند اطلاعات با ارزشی از توزیع دمایی ناحیه ای در عمق و تمرکز انرژی زمین گرمایی در زیر سطح عرضه کند. ایده به کارگیری داده های مغناطیس هوایی برای برآورد عمق نقطه کوری خیلی جدید نیست و تاکنون در جاهای گوناگون دنیا در نواحی فعال زمین ساختی و ژئودینامیکی از آن استفاده شده است. در این تحقیق از داده های مغناطیس هوایی استان آذربایجان شرقی برای برآورد عمق کوری استفاده شده است. برای این کار، ابتدا نقشه تبدیل میدان به قطب تهیه شد. سپس ابعاد بهینه بلوک انتخاب شد و بلوک بندی روی نقشه تبدیل میدان به قطب صورت گرفت. عمق بالایی عمیق ترین بلوک مغناطیسی با برازش خط راست به دومین بخش بلندترین طول موج طیف توان شعاعی به دست آمد. همچنین عمق مرکزی عمیق ترین بلوک مغناطیسی با برازش خط راست به بخش بلندترین طول موج طیف توان شعاعی برآورد شد. با توجه به عمق بالایی و مرکزی بلوک ها، عمق نقطه کوری برای هر بلوک محاسبه شد. عمق کوری برآوردی برای منطقه مورد بررسی بین 42/9 تا 92/18 کیلومتر تغییر می کند. در مناطقی که تمرکز چشمه های آب گرم بیشتر است، عمق نقطه کوری به طور قابل توجهی کمتر از بقیه مناطق است و این نواحی را می توان درحکم نواحی امیدبخش برای اکتشاف منابع زمین گرمایی محسوب کرد.
    کلید واژگان: مغناطیس هوایی, زمین گرمایی, عمق کوری, طیف توان, آذربایجان شرقی}
    Allahyar Khojamli, Faramarz Doulati Ardejani, Ali Moradzadeh, Ali Nejati Kalate, Soheil Porkhial, Mohammad Reza Rahmani
    The Curie point (approximately 580C for magnetite at atmosphere pressure) is the temperature at which spontaneous magnetization vanishes and magnetic minerals exhibit paramagnetic susceptibility. The depth at which temperature reaches the Curie point, is assumed to be the bottom of the magnetized bodies in the crust. Curie point temperature varies from region to region depending on the geology of the region and mineralogical content of the rocks. Therefore, one can normally expect shallow Curie Point Depths (CPD) at regions which have geothermal potential, young volcanism and thinned crust (Aydin and Oksum, 2010). The assessment of the variations of the Curie depth of an area can provide valuable information about the regional temperature distribution at depth and the concentration of subsurface geothermal energy (Tselentis, 1991).    There are two basic methods which have been used in the examination of the spectral properties of magnetic data to estimate the magnetic basement depth. The first is the method of Spector and Grant (1970) and the second is the method of Bhattacharyya and Leu (1975, 1977). Spector and Grant (1970) showed that the expectation value of the spectrum of an ensemble model was the same as the average depth to the top of an ensemble of the magnetized rectangular prism. The second method estimates the depth to the centroid of the body by using the interpretation of a single anomaly. This method is useful when no spectral peaks occur on the amplitude spectra (Li et al., 2010). Following this, a joint method was developed by Okubo et al. (1985) who combined and expanded the ideas of the methods to the purposes of geothermal exploration.    CPD estimation (Zb) is obtained in two steps as suggested by Okubo et al. (1985). First, the centroid depth (Z0) of the deepest magnetic source is estimated from the slope of the longest wavelength part of the spectrum divided by the wavenumber, where P(k) is the power density spectrum, k is the wavenumber, and A is a constant. Second, the average depth to the top boundary (Zt) of that distribution is estimated from the slope of the second longest wavelength spectral segment (Okubo et al., 1985), where B is a constant. The equation Zb = 2Z0 - Zt(Okubo et al., 1985) is used to estimate the depth to the bottom (Zb) of the inferred CPD from the centroid (Z0) and the top depth (Zt) estimated from the magnetic source for each sub-region.    The study area was divided into eleven overlapped blocks for the purpose of spectral analysis. Center of blocks are shown on the residual field map (Figure 3). Each block covers a square area of 140 km by 140 km. Power spectral analysis was conducted on the RTP values of each of the blocks by plotting the logarithm of spectral energies against the wavenumber. The CPD estimation procedure as suggested by Okubo et al. (1985) was carried out for the eleven blocks to obtain the Curie point depth for each block. Figure 5 shows Curie depth values and thermal springs of the study area. In this figure, Curie depth varies between 9.42 and 18.92 km. For the blocks of 3, 6 and 7, Curie point depth is significantly less than the other blocks, which could be due to the presence of high temperature hot springs in this area. According to the geological information and Curie point depth values, A, B, C and D area are recommended for more geothermal investigation.
    Keywords: Aeromagnetic, geothermal, Curie depth, power spectrum, East Azerbaijan}
  • الله یار خوجم لی، علی مرادزاده*، فرامرز دولتی اردهجانی، سهیل پرخیال، محمدرضا رحمانی
    مگنتوتلوریک یکی از روش های اکتشاف ژئوفیزیکی است که از ثبت هم زمان میدان های طبیعی مغناطیسی و الکتریکی القایی در زمین استفاده می کند. ازآنجاکه این روش از سیگنال های الکترومغناطیسی طبیعی با بازه وسیع بسامدی بهره می گیرد عمق اکتشاف آن از چند ده متر تا چندین کیلومتر تغییر می کند. در تحقیق حاضر تلاش می شود تا با بهره گیری از پارامترهای ابعادی متفاوتی مثل چولگی، بیضی وارگی،چولگی حساس به فاز،و شاخص های وزنی D1D2D3، بعد ساختار های ژئوالکتریک زیرسطحی به کمک داده های مگنتوتلوریک شمال غرب سبلان تعیین شود. در ادامه سعی خواهد شد تا با مدل سازی یک بعدیو دوبعدی داده های فاز و مقاومت ویژه ظاهری چندین سونداژ مگنتوتلوریک واقع بر یک نیم رخ واقع در دره مویل، محل قرارگیری منبع زمین گرمایی احتمالی منطقه تعیین شود. نتایج تحلیل پارامتر های ابعادی نشان می دهد که ساختار زمین شناسی و ژئوالکتریکی منطقه برای دور های زمانی کمتر از 1 ثانیه (معادل اعماق کم تا متوسط) یک بعدی و در دور های زمانی بیشتر از آن (اعماق زیاد) اغلب دوبعدی است. همچنین نتایج حاصل از مدل سازی یک بعدیو دوبعدی داده های سونداژ های مگنتوتلوریک و تفسیر آنها همراه با نتایج حفاری موجود گویای آن است که لایه های موجود در اعماق کمتر از 1000 متری با مقاومت ویژه کمتر از 40 اهم متر را می توان به سنگ پوش رسی که در بالای منبع زمین گرمایی قرار گرفته است نسبت داد. در زیر این پوشش رسی طبقات سنگی با مقاومت ویژه بین 40 تا 100 اهم متر قرار دارند که می توان آن را به منزله سنگ مخزن منبع زمین گرمایی احتمالی منطقه تفسیر کرد.
    کلید واژگان: مگنتوتلوریک, منبع زمین گرمایی, پارامتر های ابعادی, مدل سازی یک بعدیو دوبعدی, سنگ مخزن}
    Allahyar Khojamli, Ali Moradzadeh*, Faramarz Doulati Ardejani, Soheil Porkhial, Mohammad Reza Rahmani
    Magnetotelluric (MT) is a geophysical exploration method that utilizes simultaneous measurements of naturally occurring magnetic and electric fields. As this method utilizes natural electromagnetic (EM) signals with a wide frequency range, its exploration depth is from several meters to several kilometers. Depending on its frequency, it is used for petroleum, groundwater, geothermal, mineral, and geotechnical explorations. To determine electrical variation of a subsurface structure using the MT survey, five components of electric and magnetic field variation are measured on the earth’s surface in each measuring site. The two components of the horizontal electric field (Ex and Ey) and also two horizontal components of the magnetic field (Hx and Hy) are normally measured in the north-south (x) and east-west (y) directions. An extra measurement of the vertical component of the magnetic field (Hz) is sometime measured in each measuring site. The relationship between the electric and magnetic fields at the earth’s surface can be written as i ij j E  Z H where, i, j  x, y and ij Z is the complex impedance tensor of order 2 2. When the resistivity of the earth is a function of depth (i.e. in a one-dimensional earth), the diagonal elements of impedance tensor (Z) are equal to zero and its off-diagonal elements are equal in amplitude but opposite in signs. In two dimensional (2- D) structures where resistivity is invariant in the strike direction, diagonal terms become zero if the EM fields are defined in a coordinate system normal to the strike of the structure. In such cases, the impedance component of the electric field which is parallel to strike (i.e. transverse electric (TE) mode) would be different from those components of the electric field perpendicular to the strike (i.e. the transverse magnetic (TM) mode). In the case of 2-D structures, if the impedance is measured in an arbitrary orientation, the angle required to rotate the measurements into TE and TM modes can be determined from the impedance tensor. In the case of the three dimensional (3-D) earth, the entire components of Z would be non-zero. Presently, most of the MT survey is performed as electrical sounding and the measured data is then modeled and interpreted to sense the details of the subsurface structure. To provide a reasonable and physically meaningful model of the subsurface structure, its dimension must be determined somehow. To determine the dimensionality of the subsurface structure using MT data, several parameters such as conventional skew, ellipticity and polar diagrams of the impedance tensor elements are used in practice. As these parameters are very sensitive to the noise of data, the phase sensitive skew and some dimensionality indices were defined. In this study, it was attempted to use various parameters such as conventional skew, ellipticity and phase sensitive skew along with dimensionality weighting indices (D1, D2, D3) to determine the structural dimension of the Sabalan geothermal field in the NW of Iran using MT data. It was also attempted to model the MT data of several sites along a profile located in Moil valley in the NW of Sabalan in order to determine any possible location of the geothermal reservoirs. The obtained results indicated that the structure up to the medium depth was 1-D and the deepest structure was 2-D. As the subsurface structure of the area was 1-D at periods lower than 1 second, the averaged data of both TE and TM modes were first inverted one dimensionally using the WinGlink software to explore and delineate the locations of any geothermal reservoirs likely to be present in the study area. The inversion results illustrated a layered structure located from the ground surface to the depth level of 1500 meters above the sea level (m.a.s.l) which in turn confirmed the shallow depth structures were 1-D. The results also showed a highly conductive layer, with resistivity lower than 40 Ω.m located beneath the MT stations of 24 to 244. The results of drilling revealed that this conductive zone could be interpreted as a clay cap over the geothermal reservoir which elongates to an approximate depth of 1000 meter. This clay zone overlays a more resistive zone, with resistivity values from 40 to 100 Ω.m, which in turn can be interpreted as a geothermal reservoir. The data from a 2-D joint inversion of the TE and TM modes confirmed the results of the 1-D inversion of the MT data for shallow to intermediate depths. It further delineated that the location of the geothermal reservoir was at a depth zone of 500-1500 m.a.s.l. under the sounding location of 7-245 in the south to south eastern part of the study area.
    Keywords: Magnetotelluric, geothermal resource, dimensionality parameters, 1, D, 2, D modeling, reservoir rock}
نمایش عناوین بیشتر...
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال