Co je to Manning Formula?

Manningova rovnice je rovnice vyvinutá Robertem Manningem v roce 1891, která charakterizuje tok gravitačně napájené vody v potokech a kanálech. Manning stanovil, že charakteristiky rychlosti proudění otevřených kanálů tekoucí vody jsou závislé na několika faktorech. To zahrnuje sklon proudového lože, drsnost stěn kanálů nebo břehů toků a hydraulický poloměr kanálu. Hydraulický poloměr se vypočítá dělením plochy průřezu proudu nebo kanálu jeho zvlhčeným obvodem a stěnami kanálu nebo dna toku a břehů otevřeného proudu.

Hydrologové používají vzorce Manning k určení charakteru toku toků v normálních a povodňových podmínkách. Může být také použit k určení optimální velikosti a sklonu umělého kanálu, jako je vodovod vodovodu. Manningova rovnice se nevztahuje na uzavřené potrubí nebo systémy pod tlakem, jednoduše pro vodní toky nebo kanály otevřené do atmosféry.

Kritickým prvkem ve vzorci Manning je hodnota drsnosti stěny, známá jako Gaucklerův-Manningův koeficient. Toto číslo je založeno na komplexním souboru faktorů. Tvar kanálu, specifická vegetace v oblasti a množství toku potoku jsou považovány, stejně jako roční období.

Hydrologové, kteří nemusí být schopni prozkoumat celý tok, mohou přistupovat k referenčním webům na internetu a ukazovat faktory drsnosti pro různé proudy. Mohou být uvedeny jako fotografie potoků nebo bank. Výzkumník může pozorovat proud a porovnat banku proudů s fotografickou referenční sadou, aby určil faktory drsnosti pro rovnici.

Složitost vzorce Manning se u potoků, které zaplavují, mění. Manningova formule by měla být považována za odhad v nejlepším stavu, zejména proto, že přirozená koryta toku mění charakter na velmi krátké vzdálenosti. Přesný výpočet toku může být technicky nemožný.

Měření toku proudu lze provádět pomocí kalibrovaného jezu nebo průtokového kanálu k měření objemu vody v čase. Jezy mají specifický průřez, který umožňuje, aby voda protékala skrz každou jednotku výšky vody. Tato měření pak mohou být použita k doladění proměnných ve vzorci Manning pro zlepšení odhadu. Hodnota vzorce Manning se obvykle používá v situacích, kdy tok proudu nelze měřit, a to ani kvůli složité dynamice proudu, nebo v případě zaplavení události.