ሲቪል ኢንጂነሪንግ

የወደብ ምህንድስና የወደብ አካባቢን የማልማትና የማስተዳደር ስራዎችን የሚያከናውን ሲሆን፣ ወደብን ለመጓጓዣ ስራ ከማዋል በተጨማሪ፣ በወደብ አካባቢ የሚከሰቱ የውሃ መጥለቅለቅ አደጋዎችን፣ የአፈር መሸርሸርና እና የመሳሰሉ የተፈጥሮ አደጋዎችን የመከላከል ስራ የሚያከናውን የምህንድስና ዘርፍ ነው።

የግንባታ ምህንድስና የግንባታ ሂደትን የማቀድ፣ የማስፈጸም፣ ለግንባታው የሚያስፈልጉ የግንባታ ቁሳቁሶችን የማጓጓዝና የማቅረብ፣ እንዲሁም የግንባታ ቦታውን ለሚፈለገው የግንባታ አካል እንዲውል በግንባታው አካባቢ የሚገኙ የተፈጥሮ ሀብቶች ጥበቃ መሟላቱን የማረጋገጥ፣ የግንባታ ቦታው ለግንባታ ስራ ደህንነትና ምቹነት ያለው መሆኑን የማረጋገጥ እንዲሁም አግባብ የሆነ የግንባታ መሬት አጠቃቀምን የሚከታተልና የሚያስፈጽም የምህንድስና ዘርፍ ነው። የግንባታ ተቋራጮች በሌሎች የሲቪል ምህንድስና አገልግሎቶች ላይ ከተሰማሩ የአገልግሎት ተቋሞች አንጻር የተሰማሩበት መስክ ከፍተኛ የንግድ አደጋ ወይም መዋዠቅ ስለሚከሰትበት የግንባታ መሃንዲሶች አብዛኛውን ጊዜያቸውን ንግድን በተመለከቱ ጉዳዮች ለምሳሌ ያህል የግንባታ ውሉን በመገምገም እና ማስተካከያ የሚያስፈልጋቸውን ጉዳዮች በማርቀቅ፣ የግንባታ ግብአቶችን አቅርቦት ፍሰት በመቆጣጠር፣ እንዲሁም የግንባታ እቃዎች የገበያ ዋጋ መረጃን በመሰብሰብ ላይ ያውላሉ።

የመሬት ርዕደት ምህንድስና መሬት ርዕደት በሚያይልባቸው አካባቢዎች የሚሰሩ የግንባታ አካላት፤ የመሬት ርዕደትን ተቋቁመው እንዲዘልቁ ለማድረግ የግንባታ አካላቱን አወቃቀር በተለየ መልኩ ትኩረት በመስጠት የሚያጠናና መፍትሄ የሚሰጥ የምህንድስና ዘርፍ ነው። ይህ የምህንድስና ዘርፍ የአወቃቀር ምህንድስና ዘርፍ አካል ነው። የመሬት ርዕደት ምህንድስና ዋነኛ አላማው በመሬትና በግንባታ አካሉ እንዲሁም በግንባታ አካላቱ መካካል በመሬት ርዕደት ጊዜ የሚኖረውን መስተጋብር መረዳትና የግንባታ አካሉ የመሬት ርዕደት ሂደቱን አልፎ አገልግሎት እንዲሰጥ አወቃቀሩን፣ የግንባታ ቁስ አመራረጡን እንዲሁም መሰል የግንባታ መፍትሄዎችን በየሀገራቱ ጥቅም ላይ ከዋሉ የግንባታ መስፈርቶች ጋር በሚስማማ መልኩ መተግበር ነው።

የአካባቢ ጥበቃ ምህንድስና ከጤና ጥበቃ ምህንስና ጋር ተጓዳኝ የሆነ የምህንድስና ዘርፍ ሲሆን፣ የጤና ጥበቃ ምህንድስና በአመዛኙ የንጹህ ውሃ መጠጥ አቅርቦትና የአካባቢ ቆሻሻ ፍሳሽ አወጋገድ ላይ ሲያተኩር፤ የአካባቢ ጥበቃ ምህንድስና ሰፋ ባለ መልኩ የአካባቢ ብክለት የሚያስከትሉና ለጤና ጠንቅ የሆኑ ጎጂ ኬሚካሎችን እና ቆሻሻዎችን መቆጣጠርና ማስወገድ ይጨምራል። የአካባቢ ጥበቃ ምህንድስና፤ የማህበረሰብ ጤና ምህንድስና እና የአካባቢ ጤና ምህንድስና በሚል አጠራርም ይታወቃል።

የአካባቢ ጥበቃ ምህንድስና በኬሚካል ውህደቶች፣ በባዮሎጂካል ሂደቶች እንዲሁም በሙቀት ለውጥ አማካኝነት የሚፈጠሩ ቆሻሻዎችን የማጥራትና የማስወገድ፣ አየርንና ውሃን የማጣራት፣ እንዲሁም በአደጋ ወይም በቆሻሻ ክምችት የተበከለን የመሬት አካል ወደ ተፈጥሮዋዊ ይዘቱ የመመለስ ስራዎች የሚያከናወኑበት የምህንድስና ዘርፍ ነው። በአካባቢ ጥበቃ ምህንድስና ትኩረት ከሚደረግባቸው ዋና ነጥቦች ውስጥ የመርዝ ወይም የኬሚካል እንቅስቃሴ ወይም ጉዞ (ከመሬት ላይና ከመሬት በታች)፣ የውሃ ማጣራት፣ የቆሻሻ ፍሳሽ ማጣራት፣ የአየር ብክለት፣ የደረቅ ቆሻሻ አወጋገድና የአደገኛ ቆሻሻዎች አያያዝ ይገኙበታል። የአካባቢ ጥበቃ መሃንዲሶች ብክለትን የመቀነስ፣ የአረንጓዴ ምህንድስና ዘርፍ ስራዎች (የአካባቢ ብክለትን የሚቀንሱ የግንባታ መንገዶችንና ቁሶችን የኢኮኖሚ አቅምን ባገናዘበ መልኩ የማጥናት ስራ)፤ እንዲሁም የኢንዱስትሪዎችን የቁሳቁስና የሃይል አጠቃቀም ፍሰት የማጥናት ስራዎችና (industrial ecology) የመሳሰሉት ላይ ይሳተፋሉ። ከዚህም በተጨማሪ የአካቢቢ ጥበቃ መሃንዲሶች ድርጊቶች (ለምሳሌ የአንድ የግንባታ አካል ትግበራ) በአካባቢው ላይ ሊያስከትሉ የሚችሉትን ተጽእኖ በመገምገም መረጃ ያዘጋጃሉ።

የምርመራ ምህንድስና የግንባታ አካላት የሚፈለግባቸውን ጥቅም ሳይሰጡ ለአገልግሎት ከታቀደላቸው ጊዜ በፊት በመፍረስ አገልግሎት መስጠት ሲያቆሙ፣ እንዲሁም የመፍረስ አደጋው በሰው ወይም በንብረት ላይ አደጋ በሚያደርስበት ጊዜ የግንባታ አካሉን አወቃቀር ፣ የተሰራበትን ቁስ ፣ የግንባታውን ጥናት እንዲሁም መሰል ተዛማጅ ጉዳዮችን በመመርመር ተጠያቂ የሚሆነውን አካል ለማወቅና የፍርድ ሂደትን ለማገዝ የሚያገለግል የሲቪል ምህንድስና ዘርፍ ነው። ከዚህም በተጨማሪ ይህ የምህንድስና ዘርፍ ከምርመራ ውጤቶች በመነሳት የግንባታ ቁሶችን ወይም የግንባታ አካላት ጥራትን እንዲሁም የግንባታ አካላት አወቃቀርን የማሻሻል ስራዎን ለመስራት የሚያስችል የሲቪል ምህንድስና ዘርፍ ነው። ልዮ የሆነ የባለቤትነት ፍቃድ (patent) ያላቸውን የግንባታ ቁሶች ፣ አካላት ፣ ወይም የግንባታ ዘዴዎች የፍቃድ ባለቤቱን ይሁንታ ሳያገኙ በሚፈጸሙ ግንባታዎች ላይ የባለቤትነት ጥያቄዎችን ለመመለስ በሚደረጉ ህጋዊ ሂደቶች ላይ ይህ የምህንድስና ዘርፍ ቁልፍ ቦታ አለው።

መሬት ነክ ምህንድስና የግንባታ አካላትን የሚሸከሙ አለቶችና አፈሮችን የምህንድስና ጠባይ የሚያጠና የሲቪል ምህንድስና ዘርፍ ነው። ይህ ዘርፍ ከአፈር ሳይንስ፣ ከቁስ ሳይንስ ፣ ከሜካኒክስ እንዲሁም የፍሰት ሳይንስ (hydraulics) እውቀቶችን በመጠቀም ደህንነታቸው የተጠበቀና የገንዘብ አቅምን ያገናዘቡ የግንባታ መሰረቶችን፣ የመጠበቂያ ግድግዳዎችን፣ ግድቦችን፣ ዋሻዎችን የመሳሰሉ የግንባታ አካላትን መንደፍና መገንባት ላይ ትኩረት ያደርጋል ።

የከርሰ ምድር ውሃን በተለያዮ ምክንያቶች ከመበከል የመጠበቅ እንዲሁም የቆሻሻ ክምችትን በአግባቡ ለመቆለልና ክምችቱ የአፈርና የከርሰ ምድር ውሃን እንዳይበክል የማድረግ ስራዎችም በዚሁ የምህንድስና ዘርፍ የሚተገበሩ ናቸው።

የአፈርን የምህንድስና ጸባይ የማወቅ ተግባር ለመሬት ነክ መሃንዲሶች ፈታኝ ነው። በሌሎች የሲቪል ምህንድስና ዘርፎች የግንባታ ቁሶች ጸባይ (ለምሳሌ እንደ ብረት እና ኮንክሪት) በሚገባ የሚታወቅ ሲሆን፤ በግንባታ አካባቢ የሚገኝን የአፈር ጸባይ ማወቅ ግን ከተለዋዋጭነቱና በናሙና በሚደረጉ ሙከራዎች መፈተሽ የሚቻለው ከጠቅላላውን የተወሰነውን ብቻ በመሆኑ በጣም አዳጋች ነው።

ከዚህም በተጨማሪ አፈር በጭነት ምክንያት የሚያደርገው የቅርጽ ለውጥ ከጫናው ጋር ቀጥተኛ ያልሆነ (nonlinear) ተዛምዶ ስላለው፤ ማለትም አነስተኛ እና ከፍተኛ ለሆኑ ጫናዎች የተለያየ ጥንካሬ(strength)፤ ጠጣርነት(stiffness)፤ የቅርጽ ለውጥ ስለሚኖረው፤ የአፈርን የምህንድስና ጸባይ በተሟላ ሁኔታ ለማወቅ የዳግታል።

መሬት ነክ መሃንዲሶች አብዛኛውን ጊዜ ከከርሰ ምድር ባለሙያዎችና የአፈር ሳይንቲስቶች ጋር በትብብር ይሰራሉ።

የቁሶች ጥናት ሳይንስ ወይም ምህንድስና በሲቪል ምህንድስና ውስጥ ከፍተኛ የሆነ ሚና ይይዛል። የቁሶች ጥናት ሳይንስ ወይም ምህንድስና የቁሶችን ተፈጥሮዋዊ ባህሪ የሚያጠና የሳይንስ ወይም የምህንድስና ዘርፍ ነው። ለግንባታ ከሚውሉ ቁሳቁሶች ውስጥ ኮንክሪት፣ የአስፋልት ኮንክሪት፣ እንደ ብረት እና አልሙኒየም ያሉ ጠንካራ ብረታ ብረቶች ፣ የፕላስቲ ውጤቶችና የመሳሰሉት ይገኙበታል። የቁሶች ጥናት የግንባታ አካላትን ከተለያየ ጥቃት ለመከላከል የሚውሉ ቅባቶችና የመከላከያ ንጣፎችን፣ እንዲሁም አንድን የብረት አይነት ከሌላ የብረት አይነት ጋር በማደባለቅ ለግንባታ ተስማሚ የሆነ ሌላ አይነት የብረት አይነት ማምረት የመሳሰሉ ስራዎችንም ያጠቃልላል።

የቁሶች ጥናት የትግበራ ፊዚክስና (applied physics) የኬሚስትሪ እውቀቶችን የያዘ የምህንድስና ዘርፍ ነው። በቅርቡ እየተስፋፋ የመጣው የናኖ ሳይንስ ወይም ቴክኖሎጂን (ናኖ ሳይንስ የአንድን ቁስ የአቶምና የሞሎኪዮል አወቃቀር በመቀየር በተፈጥሮ የማይገኙ ለየት ያለ ባህሪ ያላቸውን ቁሶች ለመስራት የሚደረግ ጥረት ነው) ደረጃ ተንተርሶ በአሁኑ ጊዜ የቁሶች ጥናት ከፍተኛ የሆነ የምርምር ድርሻን ይዞ ይገኛል። የቁሶች ጥናት ምህንድስና በምርምር ምህንድስናና የግንባታ አካላት ከጥቅም ውጪ የመሆን መንስኤን ለማጥናት በሚደረጉ ስራዎች ላይ ከፍተኛ ሚና ይጫወታል።

የአወቃቀር ምህንድስና የህንጻዎችን፣ የድልድዮችን፣ የማማዎችን፣ የመንገድ ማቋረጫ ድልድዮችን፣ የዋሻዎችን፣ በባህርና ላይ የሚገነቡ ለነዳጅ ወይም ለዘይት ማውጫ የሚያገለግሉ ሰው ሰራሽ መሬቶችን እና ማማዎችንና እንዲሁም እነኚህን የመሳሰሉ የግንባታ አካላትን በተመለከተ የአወቃቀር ንድፍና (structural design) የአወቃቀር ትንታኔ (structural analysis) ላይ የሚያተኩር የሲቪል ምህንድስና ዘርፍ ነው።

የአወቃቀር ትንታኔ (structural analysis) ጉልበቶች በግንባታ አካላት ላይ የሚያሳድሩትን ተጽእኖ መመዘን ላይ ትኩረት ያደርጋል። የአወቃቀር ምህንድስና በግንባታ አካላት ላይ የሚያርፉ ጉልበቶችን ለምሳሌ የራሱ የግንባታ አካሉ ክብደት፣ በግንባታ አካሉ ላይ የሚያርፉ ሌሎች ቋሚና ተቀሳቃሽ ክብደቶች፣ የንፋስ ግፊት ፣ የሙቀት ለውጥ፣ የውሃ ግፊት፣ የመሬት ጫና፣ የመሬት ርእደት፣ በረዶ እና የመሳሰሉትን የመለየትና፣ በእነኝህ ጉልበቶች አማካኝነት በግንባታ አካላቱ ውስጥ የሚከሰቱ ውስጣዊ ጫናዎችንና ጉልበቶችን (internal stresses and forces) የማስላትና የግንባታ አካላቱ እነኝህን ጉልበቶች ተቋቁመው አገልግሎት እንዲሰጡ መጠናቸውንና የሚሰሩበትን ቁስ መንደፍ ላይ ያተኩራል። የአወቃቀር ምህንድስና ባለሙያው የግንባታ አካላቱ ተጠቃሚዎችን ደህንነትን በሚጠብቅ መልኩ (llimit state of carrying capacity) እንዲሁም ግንባታ አካላቱ ከተሰሩበት አላማ አንጻር የሚጠበቅባቸውን አገልግሎት እንዲሰጡ አድርጎ (limit state of serviceablity) መንደፍ ይጠበቅበታል።

እንደ ንፋስ እና የመሬት ርእደት አይነት ጉልበቶች በቀላሉ ለመተንበይ አስቸጋሪ በመሆናቸው በአወቃቀር ምህንድስና ስር እንደ ንፋስ ምህንድስና እና የመሬት ርእደት ምህንድስናን የመሳሰሉ ንኡስ ዘርፎች እንዲፈጠሩ ምክንያት ሆኖዋል።

በአወቃቀር ምህንድስና ውስጥ የንድፍና የትንታኔ ስራ የግንባታ አካሉ ቋሚ ጉልበቶችን ፣ተለዋዋጭ ጉልበቶችን (እንደ ንፋስና የመሬት ርእደት ያሉ) ወይም ጊዜያዊ ጉልበቶችን (ለምሳሌ በግንባታ ጊዜ ጥቅም ላይ የሚውሉ የግንባታ ማሽኖች ክብደት፣ በግንባታ አካሉ ላይ በተንቀሳቃሽ ነገሮች አማካኝነት ሊከሰቱ የሚችሉ ግጭቶች እና የመሳሰሉት) ለመሸከም የሚያስፈልገውን ጥንካሬና ጠጣርነት መወሰን እንዲሁም የግንባታ አካሉ ሚዛኑን ጠብቆ መቆም መቻሉን ማረጋገጥ ያካትታል። ከዚህም በተጨማሪ የንድፍና ትንታኔ ስራ የግንባታውን ዋጋ መተመን፣ የግንባታውን ተግባራዊነት ማረጋገጥ፣ ግንባታው ውበት የተላበሰ መሆኑን ማረጋገጥ እንዲሁም የሃብት አጠቃቀምና የተፈጥሮ ሚዛንን በጠበቀ መልኩ ግንባታው እንዲከናውን ማስቻልን ያካትታል።

ቅየሳ የአንድን የመሬት ገጽ ወይም የግንባታ አካል አቀማጥ ለማወቅ የሚደረግ የልኬት ስራ ነው። የቅየሳ ስራ ለቅየሳ ስራ የሚውሉ እንደ ውሃ ልክ (level) ወይም ቴዎዶላይት (አግድምና ሽቅብ ማእዘንን ለመለካት የሚችል አጉሊ መነጽር) ያሉ መሳሪያዎች በመጠቀም በሁለት የልኬት ቦታዎች መካከል ከልኬት ቦታው አንጻር የሚኖረውን የቦታ ልዮነት ለማወቅ የማእዘን (angle) ፣ የአግድም ቁመትና የሽቅብ ቁመት ልኬቶችን በመውሰድና የሂሳብ ስሌትን በመጠቀም የመሬት ገጽን ወይም የግንባታ አካልን አቀማመጥ የመወሰን ተግባር ነው። ከኮምፒውተር እውቀት ማደግ ጋር በተያያዘ አውቶማቲክ የሆኑ እንደ የኤሌክትሪክ ርቀት መለኪያዎች በመፈልሰፋቸው እንደ ቶታል ስቴሽን፣ ጂፒኤስ፣ የጨረር ዳሰሳ (laser scanning) የመሳሰሉ መሳሪያዎች ባህላዊ የሆኑ መሳሪያዎችን በመተካት ላይ ናቸው።

የትራንስፖርት ምህንድስና ሰዎችንና ቁሳቁስን ከቦታ ወደ ቦታ በደህንነት ፣ በተቀላጠፈና ምቹ በሆነ መንገድ ማጓጓዝ ላይ ትኩረት ያደርጋል። ይህንን አላማማ ለማሳካትም የመኪና፣ የባቡር፣ የውሃና የአየር ማረፊያ መንገዶች እንዲሁም የወደቦች ንድፍ፣ ግንባታና ጥገና ስራዎች በትራንስፖርት ምህንድስና ውስጥ ሰፊ ድርሻ ይይዛሉ። የትራንስፖርት ምህንድስና በውስጡ የትራንስፖርት ንድፍ ስራ (transportaion design) ፣ የትራንስፖርት ግንባታ እቅድ (transportation planning)፣ የትራፊክ ምህንድስና (traffic engineering)፣ የከተማ ልማት ምህንድስና፣ የመንገድ ንጣፍ ምህንድስና የመሳሰሉ ንኡስ የሙያ ዘርፎችን የያዘ ነው።