マニングフォーミュラとは

マニング式は、1891年にロバートマニングによって開発された方程式であり、河川や水路での重力給水の流れを特徴づけます。 マニングは、流水の開水路の流速特性はいくつかの要因に依存していると判断しました。 これには、河川床の傾斜、チャネル壁またはストリームバンクの粗さ、チャネルの水力半径が含まれます。 水力半径は、水路または水路の断面積を、水路の濡れた周囲と壁、または水路と開いた水路の土手で割ることによって計算されます。

水文学者は、マニング式を使用して、通常の状態と洪水状態での河川の流れ特性を決定します。 また、水道水道などの人工水路の最適なサイズと勾配を決定するためにも使用できます。 マニングの方程式は、閉じたパイプや加圧されたシステムとは関係なく、単に大気に開放された水流や水路についてのものです。

マニング式の重要な要素は、壁の粗さの値です。これは、Gauckler-Manning係数として知られています。 この数値は、複雑な一連の要因に基づいています。 水路の形状、その地域の特定の植生、渓流の量、およびその年の季節がすべて考慮されます。

ストリーム全体を調査できない水文学者は、さまざまなストリームのラフネスファクターを示すインターネット上の参照サイトにアクセスできます。 これらは、河川敷または銀行の写真としてリストされる場合があります。 研究者は、ストリームを観察し、ストリームバンクを写真参照セットと比較して、方程式のラフネスファクターを決定できます。

洪水が発生しているストリームでは、マニング式の複雑さが変わります。 マニングの式は、特に自然の河床が非常に短い距離で性格を変えるため、最良の条件での推定値と見なされる必要があります。 正確な流量計算は技術的に不可能な場合があります。

流れの測定は、時間の経過とともに水の量を測定するために、較正されたweまたは流路を使用して行うことができます。 Weには、水位の単位ごとに水が流れることができる特定の断面があります。 これらの測定値を使用して、マニング式の変数を微調整し、推定値を改善できます。 マニング式の値は、通常、複雑なストリームダイナミクスが原因で、またはフラッディングが進行中の場合に、ストリームフローを測定できない状況で使用されます。