طراحی بهینه‌ مقطع کانال باز ذوزنقه ای با در نظر گرفتن ارتفاع آزاد پوشش به‌عنوان یک متغیر طراحی

در این پژوهش، برای اولین بار در بهینه سازی مقطع عرضی کانال های باز علاوه بر ارتفاع آزاد کل، ارتفاع آزاد پوشش نیز به‌عنوان یک متغیر طراحی در نظر گرفته شد. هدف نخست کمینه سازی هزینه خاک‌برداری و هزینه پوشش کانال بوده و هدف دوم کمینه سازی احتمال سرریز از مقطع عرضی آن بود. معادله‌ مانینگ جریان نیز به‌عنوان قید در نظر گرفته شد. به‌دلیل احتمالی بودن هدف دوم، مدل ها در دسته بهینه سازی های احتمالی قرار گرفتند؛ بنابراین با مشتق گیری از معادله‌ مانینگ نسبت به متغیرهای تصادفی به فرم قطعی و تک هدفه تبدیل شدند. نتایج حل مدل ها با نرم افزار wolfram mathematica برای یک مثال عددی نشان داد که در هر دو مدل بهینه سازی برای احتمال سرریز کم، هزینه کل بیشتر بوده و با افزایش احتمال سرریز از 0.025 تا 0.3، متغیرهای قیمت کل و عرض کف کانال، ارتفاع آزاد کل و ارتفاع آزاد پوشش کاهش پیدا کرد. از سوی دیگر، عمق جریان در کانال و شیب های جانبی افزایش یافت. به‌طور کلی در نظر گرفتن ارتفاع آزاد پوشش در کانال باز، مقطع بهینه با هزینه‌ کل کمتری را ایجاد کرد.