Что такое формула Мэннинга?

Формула Мэннинга - это уравнение, разработанное Робертом Мэннингом в 1891 году, которое характеризует поток воды, подаваемой самотеком, в потоках и каналах. Мэннинг определил, что скоростные характеристики открытых каналов проточной воды зависят от нескольких факторов. Это включает в себя уклон русла потока, шероховатость стенок канала или берегов потока и гидравлический радиус канала. Гидравлический радиус рассчитывается путем деления площади поперечного сечения потока или канала на его смачиваемый периметр и стенки канала или дно потока и банки открытого потока.

Гидрологи используют формулу Мэннинга для определения характера потока ручьев в нормальных условиях и в условиях наводнения. Он также может быть использован для определения оптимального размера и уклона искусственного канала, такого как водопроводный водопровод. Уравнение Мэннинга не относится к закрытым трубам или системам под давлением, просто для водных потоков или каналов, открытых в атмосферу.

Критическим элементом в формуле Мэннинга является значение шероховатости стенки, известное как коэффициент Гауклера-Мэннинга. Это число основано на сложном наборе факторов. Форма канала, конкретная растительность в этом районе и объем потока воды - все это учитывается, так же как и время года.

Гидрологи, которые могут быть не в состоянии обследовать весь поток, могут получить доступ к ссылочным сайтам в Интернете, показывающим коэффициенты шероховатости для различных потоков. Они могут быть перечислены как фотографии русловых ручьев или берегов. Исследователь может наблюдать за потоком и сравнивать банк потоков с фотографическим эталонным набором, чтобы определить коэффициенты шероховатости для уравнения.

Сложность формулы Мэннинга изменяется для потоков, которые затопляют. Формула Мэннинга должна считаться оценкой в ​​лучших условиях, особенно с учетом того, что естественные русла рек меняют характер на очень коротких расстояниях. Точный расчет расхода может быть технически невозможен.

Измерения потока могут быть выполнены с использованием калиброванного водослива или канала потока для измерения объема воды с течением времени. Водосливы имеют определенное поперечное сечение, которое позволяет воде течь по нему для каждой единицы высоты воды. Затем эти измерения можно использовать для точной настройки переменных в формуле Мэннинга для улучшения оценки. Значение формулы Мэннинга обычно используется в ситуациях, когда поток потока не может быть измерен, либо из-за сложной динамики потока, либо из-за происходящего затопления.