TY - JOUR ID - TI - Optimum Safe Hydraulic Design of Culverts التصميم الهيدروليكي الامن الامثل للقنوات المقبوة AU - Atheer Z. M. Al-Qaisi اثير القيسي AU - Abdul-Hassan K. Al-Shukur عبد حسن شكر AU - Abdul-Hadi A. Al-Delewy عبد الهادي الدلوي PY - 2008 VL - 12 IS - 1 SP - 66 EP - 88 JO - Journal of Engineering and Sustainable Development (JEASD) مجلة الهندسة والتنمية المستدامة SN - 25200917 25200925 AB - This research aims at obtaining the "Optimum safe hydraulic design of culverts", taking into consideration the cost of excavation, bedding, material, compacted fill, hunches, protection works, and additionally involved head loss.Because of numerous shapes and materials of culverts, the wide-fame among them have been selected in this research, namely, reinforced concrete box culverts of both rectangular and squared shape, and pipe culverts of circular shape with materials of reinforced concrete, cast-iron, asbestos-cement, and ductile-steel.To be close to field conditions, discharges of (0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 5.0, 10.0, and 15.0m3/s) have been selected to represent small, medium, and big discharges; culverts lengths of (5, 10, 15, 20, 25, 35, and 40m) have been selected to represent short, medium, and long structures. However, typical trapezoidal earthen irrigation channels have been considered to accommodate the respective culverts.To prepare the optimization model, an objective function has been formulated to cover all aforementioned costs. The optimization model involved all structural and hydraulic design constraints. The established non-linear optimization model is solved by the modified Hooke and Jeeves direct search approach. A computer program is developed to handle the aimed solution.The following categories of analyses have been considered:1. Cost as a function of discharge (for the different selected lengths).2. Cost as a function of length (for the different selected discharges).3. Number of vents as a function of discharge (for the different selected lengths).4. Number of vents as a function of length (for the different selected discharges).5. Dimensions of the culvert as a function of discharge (for the different selected lengths).6. Dimensions of the culvert as a function of length (for the different selected discharges).The results showed the following:1. The computer program is efficient in giving the results.2. The optimization process automatically excluded the pipe culverts, whereas the reinforced concrete box culverts are the optimum types for all considered discharges and lengths.3. The discharge, rather than length, is the dominant factor controlling costs, number of vents, and dimensions of the culvert.

هذا البحث يهدف إلى "التصميم الهيدروليكي الأمين الأمثل للبرابخ", اخذين بالاعتبار كلفة كل من الحفر والأرضية وألماده الأنشائية والدفن المرصوص والأكتاف (hunches) وأعمال الحماية والزيادة في الشحنة المفقودة.بالنظر لتعدد أنواع وأشكال والمواد المصنوعة أو ألمنفذه منها البرابخ فقد تم اختيار الأوسع استعمالا ً منها وهي البرابخ ألصندوقية المنفذة من الخرسانة المسلحة وبالأشكال ألمستطيلة وألمربعة والبرابخ الأنبوبية بالشكل الدائري المنفذة أو المصنوعة من الخرسانة ألمسلحة ومن حديد الصب و ألسمنت الأسبستي والفولاذ اللدن.لربط الناحية ألعملية بالنظرية فقد انتخبت التصاريف (۰٫٥ , ۱٫۰ , ۱٫٥, ۲٫٥, ٥٫۰, ۱۰٫۰و۱٥٫۰م۳/ ثا) لتمثل التصاريف ألصغيرة والمتوسطة والكبيرة , وتم انتخاب الأطوال (٥,۱۰,۱٥,۲۰,۲٥,۳٥و٤۰م) لتمثل منشات قصيرة ومتوسطة وطويلة. تم الأخذ بنظر الاعتبار قنوات ري نموذجية مرتبطة بتلك البرابخ.ولغرض تهيئة نموذج الأمثلية فقد تم إعداد دالة الهدف لتغطي الكلف المذكورة سابقا. نموذج الأمثلية شمل كل المحددات ألتصميميه الأنشائيه والهيدروليكية. نموذج الأمثلية اللاخطي تم حله باستخدام طريقة (Modified Hooke and Jeeves direct search). تم تطوير برنامج حاسوبي متضمنا كل ما تم ذكره لغرض الحصول على النتائج.تم تحليل النتائج في ضوء ما يلي:1. الكلفة كدالة للتصريف لمختلف الأطوال المستعملة.2. الكلفة كدالة للطول لمختلف التصاريف المستعملة.3. عدد فتحات البربخ كدالة للتصريف لمختلف الأطوال المستعملة.٤. عدد فتحات البربخ كدالة للطول لمختلف التصاريف المستعملة.٥. أبعاد البربخ كدالة للتصريف لمختلف الأطوال المستعملة.٦. أبعاد البربخ كدالة للطول لمختلف التصاريف المستعملة.لقد بينت النتائج ما يلي:1. برنامج الحاسوب كفوء في إعطاء النتائج.2. استبعدت عملية الأمثلية البرابخ الأنبوبية تلقائيا, بينما جاءت البرابخ الخراسانية المسلحة الصندوقية كأفضل الأنواع تصميما للتصاريف و الأطوال المستعملة. 3. التصريف هو العامل المسيطر على الكلفة وعدد الفتحات والأبعاد للبربخ بشكل أوضح من الطول. ER -