Excavation damage is usually regulated in Swedish infrastructure tunnel contracts as it can influence the quality and lifecycle cost for tunneling projects. The topic is important for underground constructions with a long operation period such as tunnels for public transport, permanent access tunnels in mines or underground repositories for nuclear waste. In competent crystalline rock, excavation damage is often simplified to macro fractures induced by blasting as this has the most significant impact on the remaining rock. Blasting in Scandinavian tunneling projects is mostly conducted with pumpable emulsion explosives and a good result is often dependent on control of the charging process, i.e. that the explosives are charged according to the blast design. This thesis is based on data from five field investigations carried out in Sweden and Finland. In addition, data from a case study on quality control and documentation in a tunnel excavation project in Äspö Hard Rock Laboratory (HRL) is also included. Data on blast fracture length and frequency have been compiled from all sites, where emulsion explosives were used. The sites include experimental tunnels, a road tunnel, an underground depot for subway trains and a wastewater tunnel. Data from the field investigations have been analyzed using statistical methods including statistical hypothesis test and multivariate data analysis by means of Principal Component Analysis (PCA). The evaluation method gives indications as to how blast design and geology influence the development of blast fractures. Charge concentration was found to be the most influential design variable and simultaneous initiation of contour holes (delay time <1 ms) gave shorter blast fractures with a longest blast fracture of approx. 25 cm compared to approx. 40 cm from pyrotechnical initiation. However, the delay time had limited influence on the number of blast fractures in the remaining rock. Results from the PCA suggest that blast fractures length could be dependent also on geology. Three main groups of fracture patterns were identified, one group with relatively few and short fractures, a group with several longer blast fractures and a group with few or a single long blast fracture. The result shows differences in fracture length between the column and bottom charge part of the contour holes, with blast fracture lengths up to approx. 40 cm for the column charge and up to approx. 60 cm for the bottom charge. The case study showed that good precision in charging with string emulsion can be achieved and documented using modern logger technology in drilling and charging equipment. However, the methods applied for evaluation of charging precision as well as documentation require manual processing and interpretation of data. Further development of the logger systems and processing software is needed in order to follow up logged amounts of emulsion explosive during production.

I och med EG:s avfallsdirektiv från 1999 är det förbjudet att deponera hela däck från och med 2003 och förbjudet att deponera fragmenterade däck (gummiklipp) från och med 2006. Lagstiftningen syftar till ökad återanvändning eller återvinning av uttjänta däck. I Nordamerika, där liknande lagstiftning finns, har hela och fragmenterade däck använts i 30 år i vägbyggnadssammanhang som bland annat tjälisolerings- och lättfyllnadsmaterial. Syftet med detta licentiatarbete är att samla ihop och värdera den idag tillgängliga kunskapen om gummiklipps tekniska och miljömässiga egenskaper samt skaffa praktisk erfarenhet av att använda materialet i mark- och anläggningstekniska tillämpningar. Med gummiklipp avses fragmenterade däck där de enskilda bitarna varierar från ca. 30×30 mm2 till ca. 100×300 mm2. De övergripande målen med detta licentiatarbete är att: a) Identifiera, analysera och presentera den idag tillgängliga kunskapen om gummiklipps tekniska och miljömässiga egenskaper kopplat till mark- och anläggningstekniska tillämpningar. b) Genom egna fält- och laboratorieförsök skaffa praktisk erfarenhet av att använda materialet i vägkonstruktioner. c) Ge rekommendationer angående användande av materialet i mark- och anläggningstekniska tillämpningar. En vägsträcka med gummiklipp som skyddslager har byggts och utvärderats. Utrustning har installerats i vägkonstruktionerna för mätning av temperaturer, tjälfronten, sättningar och lakvatten. Konstruktionernas styvhet har bestämts genom fallviktsmätning. Tekniska egenskaper och erhållet lakvatten har jämförts mellan provsträckor och referenssträckan. Syftet med byggandet av provsträckan med gummiklipp som skyddslager är att: a) Erhålla kunskaper om att bygga med materialet. b) Studera funktionen av materialet ur tjälisoleringssynpunkt. c) Studera hur överbyggnaden ska dimensioneras för att kompensera för elasticiteten och styvheten i materialet. Målet med teststräckan är att kunna genomföra mätningar och utvärdering av sättningar av gummiklippslagret, temperaturer och tjälgränsen i vägkonstruktionen, konstruktionens styvhet (bärförmåga) och lakvatten från konstruktionen. Litteraturstudien visar att de karakteristiska egenskaperna för gummiklipp, i jämförelse med friktionsjord, är att materialet är lätt (låg densitet), elastiskt, dränerande och värmeisolerande. Gummiklipp är ett relativt kompressibelt material och många tekniska egenskaper beror av aktuell belastning. Materialet blir styvare med ökad belastning. De ämnesgrupper hos gummiklipp som främst är undersökta ur miljösynpunkt är metaller, PAH och i viss mån fenoler. I en anläggningsteknisk tillämpning är det normalt vattenburna föroreningar som är av intresse för vilken miljöpåverkan materialet kan ha på omgivningen. Lakförsök visar att metaller lakar ut från däcklipp, främst järn, koppar, mangan och zink. Metalläckaget är av samma storleksordning som för bergmaterial. Av studerade organiska föreningar lakar PAH och fenoler ut, i låga koncentrationer. Toxikologiska studier visar att lakvatten från däckmaterial har påvisbar negativ effekt på organismer. Färskt däckmaterial uppvisar större negativ respons på organismer än äldre material. Vägen med gummiklipp i skyddslager byggdes under perioden 2002-2003. Dimensioneringsarbetet med provsträckan visade att den uppskattade livslängden på konstruktionen inte påverkades nämnvärt av att styvhetsmodulen för skyddslagret varierades inom intervallet 0,25-2,0 MPa. Gummiklipp kan hanteras med konventionell utrustning som används vid vägbyggande. I vissa avseenden är gummiklipp mer lätthanterligt än konventionella vägbyggnadsmaterial som bergkross och friktionsjord, exempelvis håller materialet ihop bättre. Utvärderingen av vägkonstruktionen fram till färdigställandet av vägen visade att: a) Den utvärderade bärförmågan hos gummiklippslagret var lägre än förväntat. b) Den primära kompressionen av gummiklippet skilde mycket i storlek mellan de två delsträckorna med olika material i förstärkningslagret. c) Gummiklipp har en tjälisolerande förmåga. d) Gummiklippen lakar ut små mängder metaller och PAH. PAH-halterna var något högre än förväntat. Den färdigställda vägkonstruktionen kommer framledes att utvärderas fortlöpande dels för att jämföra dimensioneringsresultaten med verkliga konstruktionens egenskaper avseende bärförmåga och livslängd, och dels för att följa upp deformationer och tjälisoleringsförmåga samt bestämma lakvattnets sammansättning. Utifrån kunskapsnivån avseende de tekniska parametrarna som redovisats i denna avhandling kan tillämpningar pekas ut där kunskapsläget är tillräckligt för att rent tekniskt kunna använda materialet och tillämpningar där forskningsbehovet är större. Tillämpningar där tillräcklig kunskap avseende tekniska egenskaper idag kan anses finnas är bankfyllningar, dräneringslager, tjälisolering och motfyllnad. De tekniska begränsningarna som idag finns när det gäller användning av gummiklipp rör främst de elastiska egenskaperna i materialet, främst avseende styvhet och kompressibilitet. Miljöaspekten måste beaktas vid användning av gummiklipp. Vid känsliga recipienter och där avrinningsvatten kan ansamlas i små volymer kan materialet i extremfallet innebära en negativ påverkan. Placerat i applikationer där perkolationen är liten och kontakttiden mellan vatten och gummiklipp är kort bör materialet inte innebära mer påverkan än andra material. Uppföljningsstudier av provobjekt där gummiklipp använts som skyddslager i vägar och bankfyllnader visar att metaller och organiska ämnen lakar ut i låga koncentrationer från konstruktionerna. / <p>Godkänd; 2004; 20061031 (ysko)</p>

This licentiate thesis presents results of laboratory experiments regarding the effectiveness of adding small amounts of binders in order to modify and improve the mechanical performance of low organic clayey silt soil. Two types of binders have been used i.e. cement and an industrial by-product named Petrit T. The study covered both the immediate and longterm effects on the soil material. Binder content was added by soil dry weight, Petrit T at 2, 4 and 7% and cement at 1, 2, 4 and 7%. An experimental program has been carried out, including tests of consistency limits, unconfined compressive strength, density, solidification, grain size distribution (by laser particle size analyzer) and pH. The tests were conducted on the treated soil with varying binder contents and after different curing periods, i.e. after 7, 14, 28, 60 and 90 days. Results show that cement is more effective in improving the physical and engineering properties than Petrit T. Plasticity index decreases after treatment and leads to an immediate increase in workability. This is found directly after treatment and it increases with time. Soil density increased, whilst water content decreased, with increasing binder content and curing time. Particle size distribution of soil is changed toward the granular side by the reduction of the particles in clay size fraction and increasing silt size particles after 28 days of treatment. Both binder types resulted in an immediate effect on the soil pH value. This value increased to 12.3 after adding 7% of the binder and then it gradually decreased as curing time increased. The cement treated soil exhibits a more brittle failure behavior than the soil treated with Petrit T. In this case a more ductile behavior was observed. The findings confirmed that adding small binder contents of cement and by-product Petrit T significantly improved the physical and mechanical properties of soil, which can contribute to reduce the environmental threats and costs that are associated with using high binder contents in various construction projects.

No description available.

End-of-life tyres are a disposal problem regarding the large volumes produced every year. Tyre shreds are primarily produced to reduce the transportation volumes of end-of-life tyres after collection. Within the European Union, there is a ban for landfilling tyre material in order to reduce the total landfilling volumes and to encourage recycling measures. Until recently the main disposal option has been energy recovery in industrial processes. However, legislation acts has recently been taken in the European Union to encourage recycling and recovery of end-of-life-tyres and re-use of tyre materials in construction works is listed as one disposal option.Tyre shreds possess interesting technical properties that could be beneficially used in civil engineering applications. Some characteristic properties of tyre shred materials are the low density, high elasticity, low stiffness, high drainage capacity and high thermal insulation capacity. These properties open up possibilities for utilisation of the material in an innovative manner.The overall aim of this thesis work has been to describe and evaluate tyre shreds as a civil engineering construction material from environmental and technical point of view. The thesis work has included laboratory tests and full scale field tests to investigate technical and environmental properties of tyre shreds and to investigate the tyre shred material behaviour in a real road construction. Furthermore, the state-of-the-art knowledge in the area has also been analysed and presented.In the laboratory studies technical properties focused on compaction and compression behaviour of tyre shreds have been investigated. In a field study of a built road, tyre shreds has been tested and evaluated, during four years, as lightweight fill and frost insulation material. Environmental properties of tyre shreds, mainly leaching characteristics, have been studied in laboratory tests and monitored in two full scale field tests.Based on the results in the laboratory studies a model is proposed for evaluation of stressstrain properties and prediction of compression behaviour. Recommendations for construction works and pavement design are suggested based on the road construction field study results.Conclusions regarding the studied leaching properties of tyre shreds, based on the laboratory tests and the field monitoring, are that zinc and iron are the metals mainly released and that the release of the studied organic compounds, i.e. PAH and phenols, are low. From an environmental point-of-view focus should be moved from PAH-compounds towards other compounds that are more interesting from mobility perspective and lack of knowledge. It is concluded from this thesis work that PAH is not a pollution problem in the area of use of tyre material covered by this work.Applications where tyre shreds have been successfully utilised as construction material, are e.g. as draining layers in landfills and as material in trotting tracks and paddocks. The utilisation of the material in trotting tracks and paddocks is especially interesting since the unique elasticity of the material is utilised. The potential of utilising tyre shreds in civil engineering construction is big. Since the available amounts of material is limited there is a possibility to direct the use of tyre shreds to the most favourable applications of tyre shreds and still solve the disposal problem of end-of-life tyres. / Uttjänta däck är ett avsättningsproblem avseende de stora volymerna som produceras varje år. Däckklipp produceras främst med avseende på att reducera transportvolymen av insamlade däck. Inom EU har det införts ett förbud mot att deponera däck och däckklipp för att dels reducera den totala volymen avfall som deponeras och dels för att uppmuntra återvinning av däckmaterial. Den huvudsakliga avsättningen för uttjänta däck har fram tills nu varit energiåtervinning, främst inom cementindustrin.Däckklipp har intressanta tekniska egenskaper som fördelaktigt kan utnyttjas i anläggningstekniska tillämpningar. Karakteristiska egenskaper för däckklipp är låg densitet, hög elasticitet, låg styvhet, hög dränerande och hög värmeisolerande förmåga. Kombinationen av dessa egenskaper möjliggör tekniskt innovativa lösningar inom anläggningsbyggande.Det övergripande syftet med avhandlingen har varit att beskriva och utvärdera däckklipp som ett anläggningsmaterial ur både teknisk och miljömässig synvinkel. Arbetet har inkluderat både laboratorie- och fullskaleförsök för att utreda tekniska, miljö- och anläggningstekniska egenskaper. Vidare har det aktuella kunskapsläget om däckklipp som anläggningsmaterial utvärderats och presenterats.I laboratorieförsök har tekniska egenskaper med fokus mot packnings- och kompressionsegenskaper för däckklipp undersökts. I ett fältförsök har en vägkonstruktion med däckklipp som lättfyllnads- och tjälisoleringsmaterial byggts och utvärderats under fyra år. I laboratorieförsök har lakningsegenskaper för däckmaterial och miljöövervakningsprogram för tre olika konstruktioner utvärderats.Baserat på laboratoriestudier har en utvärderingsmodell för spännings-töjningsegenskaper och beräkning av kompression föreslagits. Rekommendationer för anläggningsteknik och vägdimensionering presenteras baserat på utvärderingen av vägkonstruktionen.Slutsatser baserat på lakningsstudierna i laboratoriemiljö och utvärderingen av miljöövervakningsprogrammen för fältkonstruktionerna är att de metaller som främst lakar ut är zink och järn och att lakningen av de studerade organiska föreningarna, d.v.s. PAH och fenoler, är låg. Från ett miljöperspektiv bör fokus flyttas från PAH mot organiska föreningar som har hög mobilitet och där kunskapsläget är lågt. Slutsatsen i detta arbete är att PAH-föreningar inte utgör ett föroreningsspridningsproblem för konstruktioner med däckklipp.Tillämpningar där däckklipp framgångsrikt har använts som konstruktionsmaterial är t.ex. i dräneringslager i deponier, i travbanor, och i paddockar. Användningen av däckklipp i travbanor och paddockar är särskilt intressant eftersom belastningen på hästarnas ligament kan minskas.Potentialen att använda däckklipp som ett anläggningsmaterial är stor. Eftersom tillgången är begränsad finns det en möjlighet att styra användningen till de lösningar där materialet används optimalt, både tekniskt och miljömässigt, och ändå avsätta all tillgänglig volym uttjänta däck. / Godkänd; 2006; 20070108 (mlk)

Snow has been a subject of research since the mid-20th century. Research on mechanical properties of snow started as an off-shoot of soil mechanics, where methods, tools and instruments used often are the same. However, during the last decades the winter business industry has been growing requiring a number of new fields of research. The aim with this PhD thesis is to investigate and contribute to solutions of some of the new research problems appearing in this area. Machine-made snow is commonly used for buildings and artwork of snow. Only minor scientific studies of machine-made snow and its properties have been published. Therefore, mechanical properties of machine-made snow were investigated. Strength and deformation properties were evaluated through uniaxial compressive tests where cylindrical test specimens were subjected to different constant deformation rates. Creep deformation, bending strength and ultimate load were also evaluated through beam tests. The results showed that the deformation rate is crucial if the snow will deform plastically or if brittle failure will occur. The grain size and structure of the snow had a strong influence on the strength properties. Snow is a constantly changing material with a large variety of grain sizes and shapes. Therefore it is of importance to classify snow. Classication of snow can be done using different methods depending on the property that is to be investigated. Several non-contact detection methods to evaluate snow properties exist. In this thesis, spectral reflectance measurements were performed to investigate liquid water content in snow using two different systems, a spectrometer and an optical sensor called Road Eye. The Road Eye sensor was also used to classify snow in cross-country ski tracks. This method enables a fast classication of a complete track where different types of snow can be distinguished. The properties of a ski track and the characteristics of the snow determine the type of skis that should be selected for optimum sliding properties. Cross-country skis have different mechanical properties, which to a large extent can be evaluated from the span curve of the ski. Depending on the skiing style, the skier's skills, terrain and track conditions different ski properties are required, which is particularly important for competitive skiing. Span curves of cross-country skis were measured using a digital instrument called Skiselector. Results from the investigations showed that skis within the same pair may have signicantly different properties. Moreover, temperature influences the span curve and thus the mechanical properties of the skis. Therefore, skis should be measured at a temperature close to where they are aimed to be used. Field tests of skis with similar span curves but different ski base topography were tested during wet and cold snow conditions. The results indicate that different topographies are preferable during different snow conditions. Due to the climate change, winters have become shorter and warmer with less natural snow. To compensate for the lack of natural snow, ski resorts and other stakeholders produce machinemade snow in order to run their business. Storing snow in insulated piles is an alternative and sometimes a complement to snow production. Studies on stored snow show that the surface area of the pile should be minimized in order to reduce the melt rate. Furthermore, the pileshould be covered with a suciently thick insulating layer, preferably with good evaporation properties. Theoretical calculations can be used to estimate the amount of snow that melts and to predict the efficiency of different materials as thermal insulation on snow. These calculations coincide well with experiments performed in northern Sweden where snow melt was measured. This PhD thesis consists of five publications and an introduction to this area which in particular puts these publications into a more general frame.

No description available.

The peoples demand of functions and services in cities is the driver for energy and material flows. Most people in the world are now living in urban areas. In order to achieve a sustainable development of cities, both resource use and environmental impact have to be reduced. For construction activities, an important aspect is to increase the reuse of construction materials. From a resource perspective, the urban demand for construction of buildings, infrastructure and other facilities results in materials accumulated in constructions but also in other applications and in landfills. The materials can be described as the urban material stock where some materials are used and others are not used, i.e. wasted. There are many cases where material stocks are used for construction purposes. For example, used concrete and bricks, excavated soil and rock from construction projects and other wasted materials such as rubber from tires can be crushed, shredded and sorted to granules and used in many different construction applications. Different perspectives can be applied when assessing the environmental impacts of using stocked material in construction. The overall aim of this thesis is to study the environmental impacts of using granular soil, rock and rubber in construction. For soil and rock, the aim is to study the environmental impact of material management in urban areas. For granular rubber, the aim is to study the environmental impact of artificial turf from a life cycle perspective and from different infill materials of recycled and new rubber and plastics.  The literature of excavated soil and rock was reviewed in order to identify and quantify the material flows and greenhouse gas (GHG) emissions from the management of soil and rock materials. For artificial turf and the different infill materials, a life cycle approach was used to quantify the energy use and GHG emissions. A chemical analysis of potential chemical leaching from the different infill materials to water was conducted in order to compare potential local emissions to water.  Based on the results, it was concluded that the knowledge about the urban flows of excavated soil and rock is lacking in terms of patterns, quantities, qualities and its environmental performance. A resource perspective is missing in the literature. However, the recycling of soil and rock can reduce resource use and GHG emissions. It was suggested that models are developed that take into account future material demand and availability to soils and rock. From such information it would be able to assess sustainable management practices and the possibilities of sharing materials between urban construction projects in order to reduce resource use and environmental impact.  It was concluded that for the life cycle of artificial turf, the production of construction materials contributes largely to energy use and GHG emissions. Differences in terms of energy use and GHG emissions for the production of infill materials are large. The production of new material required more energy and resulted in more GHG emissions than using recycled rubber. The potential release of substances from infill materials to water were shown to be possible for all infill materials analyzed. Previous assessments of local environmental impacts of using infills generally concludes that the impacts are small. These assessments are primarily focused on infill of recycled tires. It is therefore concluded that environmental assessments of local impact should include all infill types.  Environmental assessments of using stocked materials in construction should take into consideration the material applications´ significance for the environmental impacts at a higher system level. Broader system boundaries in environmental assessments will reduce the risk for sub-optimizations when taking decisions on how materials should be used in construction.

Due to the significant influence of the grout penetrability properties on spread of grout in rock fractures, this study aimed to investigate the grout penetrability from four different aspects. In Part (a), after review of all the existing methodologies developed to measure the grout penetrability, Filter-pump and Penetrability-meter were examined against Short-slot to figure out which one is more reliable. The study decisively considered Short-slot more reliable. In part (b), the so-called varying aperture long slot (VALS), an artificial fracture with apertures of 230-10 μm, was developed to study the gout penetrability more realistically. In part (c), a low-frequency rectangular pressure impulse was introduced to improve the grout spread by successive erosion of the produced filter cakes in consecutive cycles. The results showed considerable improvement in experiments using Short-slot. The dissipation of the pressure impulses was then investigated using VALS with noticeable remaining amplitudes after 2.0-2.7 m. In part (d), VALS was once more introduced to examine RTGC theory in a fracture with variable aperture. The study showed a relatively satisfactory agreement between the experimental results and the predictions of the grout propagation using the hydraulic aperture, whereas the predictions using the mean physical aperture showed considerably faster spread. / För att uppnå den täthet som krävs i undermarkskonstruktioner är det nödvändigt att uppnå tillräcklig spridning av bruket vid injekteringen. Cementbaserade injekteringsmedel är vanligast inom injekteringsindustrin, eftersom det har flera fördelar, särskilt från ekonomisk och miljömässig synvinkel. Eftersom inträngningsförmågan kan påverkas betydligt hos injekteringsmedel beroende på vilket bruk man använder, är syftet med denna avhandling att studera: a) Vilka av de befintliga metoder som har utvecklats för att mäta inträngningsförmågan hos injekteringsmedel är tillförlitliga? b) Hur kan man mäta inträngningsförmågan hos injekteringsmedel mer realistiskt? c) Hur kan man förbättra spridningen hos injekteringsmedel med hjälp av dynamiska tryckimpulser? och d) Kan Real Time Grouting Control (RTGC)-teorin användas för att förutse spridningen hos injekteringsmedel i en artificiell spricka med varierande vidd? I del a) av studien genomfördes en undersökning av alla befintliga metoder som har utvecklats för att mäta inträngningsförmågan hos injekteringsmedel. Därefter genomfördes en jämförelse mellan Filterpumpen, Filterpressen (d.v.s. två av de vanligaste metoderna i svensk injekteringsindustri) och metoden Kort spalt under så lika provförhållanden som möjligt. Studien visade att Kort spalt är tillförlitligare på grund av dess mer realistiska provförhållanden (d.v.s. geometrin, trycket och injekteringsvolymen) och är därmed en bättre utvärderingsmetod. I del b) utvecklades en så kallad Varying Aperture Long Slot (VALS), en fyra meter lång artificiell spricka med minskande spaltvidder (från 230 till 10 μm), som är en mer realistisk metod för att studera inträngningsförmågan hos injekteringsmedel under statiska/dynamiska tryckförhållanden upp till 20 bar. I del c) användes en lågfrekvent rektangulär tryckimpuls för att förbättra spridningen hos injekteringsmedlet genom successiv erosion av filterkakor som har byggts vid förträngningar i konsekutiva cykler. Resultaten visade en förbättring på upp till 11 gånger mer volym i mätningar med Kort spalt med 30-43 μm breda spaltvidder. Sedan, spridningen av tryckimpulserna undersöktes längs VALS. Resultaten visade att de återstående amplituderna av tryckimpulser kan vara så stora som 46% respektive 25% av den applicerade amplituden 2,0 m respektive 2,7 m in i sprickan. I del d) användes VALS igen för att undersöka om RTGC-teorin kan användas för att bedöma spridningen av injekteringsmedel i en konstgjord spricka med variabel spaltvidd. Studien visade en förhållandevis tillfredsställande överensstämmelse mellan försöksresultaten och förutsägelserna av spridningen hos injekteringsmedel när man tog hänsyn till den hydrauliska öppningen. Som jämföreslse gav förutsägelserna baserade på den genomsnittliga fysiska öppningen (felaktigt) en betydligt snabbare spridning. Detta visar att användning av den genomsnittliga fysiska öppningen inte alltid är lämpligt vid tillämpning av RTGC-teori. Beroende på de geometriska förhållandena kan den hydrauliska öppningen ge en mer realistisk förutsägelse av spridningen hos injekteringsmedlet. / <p>QC 20171121</p>

Rainwater harvesting is one of the methods that can ensure availability of water for winter crop in Iraq. Using this technique the excess rainwater (runoff) is stored in reservoirs of dams of different sizes. The water from these reservoirs can be used later when required to satisfy the crops requirements. It is believed that rainwater harvesting will be one of the solutions to overcome water shortages problem in Iraq.This work includes four parts dealing with macro rainwater harvesting modeling. The study area includes selected sites at three Governorates located north of Iraq (Erbil, Sulaymaniyah, and Nineveh). In part one of the work, three selected sites at south, north and east of Sinjar district (Nineveh Governorate) were used. The slope of the study area at Sinjar district is less than 5%. The technique was first applied on southern Sinjar Mountain. Linear programming technique was adopted to optimize the irrigated area of barley crop for irrigation scenario of supplemental irrigation (SI) 100% of full irrigation requirements. Two scenarios of reservoir operation were considered for each main basin. In the first, each reservoir was operated as a separate unit while in the second all reservoirs in main basin were operated as one system. Both scenarios gave encouraging results. Scenario two however, was relatively better. The technique was applied again on the northern and eastern Sinjar Mountain area but with different catchments area and scenarios of irrigation (supplemental irrigation (SI) 100%, deficit irrigation (DI) 50%, and deficit irrigation (DI) 25% of full irrigation requirements). Wheat crop was considered as the main crop grown in the area. A linear programming technique was adopted to optimize the irrigated area for the above three scenarios of irrigation. The results of the three scenarios used indicated that, using deficit irrigation (DI) of 50% can be more beneficial than SI of 100% and DI of 25% of full irrigation requirements. Part two of the work includes application of Macro RWH technique at mountain areas in Northeastern part of Iraq. In these areas, all selected basins having slope more than 5 % and located at the rain-fed farms of Kurdistan region of Iraq, Erbil and Sulaymaniyah Governorates. The annual rainfall is greater than what was available at Nineveh Governorate. Part three of the work focused about the ability of Macro RWH technique to support wheat crop yield production in dry rain-fed farms at north Sinjar district, north west of Iraq, using wheat crop yield-water relationship that conducted by International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA). Three scenarios of supplemental irrigation (100%, 75% and 50%) of full irrigation. requirements with, various rainfall conditions were used, two types of wheat (bread and durum) were considered. Part four of the work focused on climatic change and future prospects for Macro RWH technique. Box-Jenkins methodology for time series analysis and forecasting (ARIMA model) was used to study future rainfall for 4 main rainfall stations surrounding Sinjar area in order to forecast expected rainfall for the period 2012-2016. Future rainfall depths were forecasted with adoption of a confidence level of 95%. The future rainfall was employed for RWH technique. This part also includes a review of the impact of climatic change on countries of the Middle East and North Africa (MENA region). The climatic model CGCM3.1 (T47) 2 was used to explain the changes in the average temperatures and rainfall on MENA region with special emphases on Iraq. Long term future seasonal rainfall during the period 2020-2099 at east Sinjar (Nineveh Governorate) showed a clear negative trend reflecting the reduction in total seasonal rainfall amount. For these future rainfall depths, the maximum, minimum and average harvested runoff volumes were estimated. The comparison of the runoff results between future and historical recorded rainfall for the same study area was carried out to show the future validity of rainwater harvesting. In order to estimate the amount of runoff that can be harvested from a given catchment area at eastern Sinjar, an attempt was made to provide set of charts that are easy to be used in order to estimate the equivalent harvested runoff depth (mm) for different selected rainfall depths under different hydraulic conditions for the catchment area. Macro rainwater harvesting (RWH) technique had been tested for future rainfall data that predicted by two emission scenarios of climatic change (A2 and B2) for the period 2020-2099 at Nineveh and Sulaymaniyah Governorates north of Iraq. The results of the four parts of the thesis reflect useful values for RWH and its influence to increase the irrigated area and then the crop yield in the studied region when combined with an effective system like supplemental irrigation. Rain-fed land in the studied areas requires effective technique in terms of saving significant runoff water for irrigation purposes and this might be achieved by rain-water harvesting (RWH) technique. / Godkänd; 2014; 20140310 (andbra); Nedanstående person kommer att disputera för avläggande av teknologie doktorsexamen. Namn: Saleh Mohammed Saleh Zakaria Ämne: Geoteknik/Soil Mechanics and Foundation Engineering Avhandling: Rain Water Harvesting (RWH) North of Iraq Opponent: Professor Ahmed Hachum, Dams and Water Resources Engineering Department, College of Engineering, Mosul University, Mosul, Iraq Ordförande: Professor Sven Knutsson, Avd för geoteknik, Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser, Luleå tekniska universitet Tid: Tisdag den 29 april 2014, kl 10.00 Plats: F1031, Luleå tekniska universitet