Vad är Manning Formula?

Manning-formeln är en ekvation som utvecklats av Robert Manning 1891 som kännetecknar flödet av tyngdkraftsmatat vatten i bäckar och kanaler. Bemanning bestämde att flödeshastighetsegenskaperna för öppna kanaler med rinnande vatten är beroende av flera faktorer. Detta inkluderar lutningen av strömbädden, grovheten hos kanalväggarna eller strömmarna och kanalens hydrauliska radie. Hydraulisk radie beräknas genom att dela strömmens eller kanalens tvärsnittsarea med dess fuktade omkrets och väggar i en kanal, eller strömbädden och bankerna i en öppen bäck.

Hydrologer använder Manning-formeln för att bestämma flödeskaraktären för strömmar under normala och översvämningsförhållanden. Det kan också användas för att bestämma den optimala storleken och lutningen för en konstgjord kanal, t ex en vattenförsörjningsakvedukt. Mannings ekvation hänför sig inte till slutna rör eller trycksatta system, helt enkelt för vattendrag eller kanaler öppna för atmosfären.

Ett kritiskt element i Manning-formeln är värdet för väggens grovhet, känd som Gauckler-Manning-koefficienten. Detta antal är baserat på en komplex uppsättning faktorer. Kanalens form, den specifika vegetationen i området och mängden strömflöde beaktas alla, liksom årets säsong.

Hydrologer som kanske inte kan undersöka en hel ström kan komma åt referenssajter på Internet som visar grovhetsfaktorer för olika strömmar. Dessa kan listas som fotografier av bäcken eller bankerna. Forskaren kan observera strömmen och jämföra strömbanken med den fotografiska referensuppsättningen för att bestämma grovfaktorerna för ekvationen.

Komplexiteten i Manning-formeln förändras för strömmar som översvämmar. Manning-formeln bör betraktas som en uppskattning under de bästa förhållandena, särskilt eftersom naturliga strömbäddar ändrar karaktär på mycket korta avstånd. En noggrann flödesberäkning kan vara tekniskt omöjlig.

Strömningsflödesmätningar kan göras med hjälp av en kalibrerad stång eller flödeskanal för att mäta vattenvolymen över tid. Slingor har ett specifikt tvärsnitt som gör att vattnet kan strömma över det för varje vattenhöjdenhet. Dessa mätningar kan sedan användas för att finjustera variablerna i Manning-formeln för att förbättra uppskattningen. Värdet på Manning-formeln används vanligtvis i situationer där strömningsflödet inte kan mätas, varken på grund av komplex strömdynamik eller i händelse av översvämningar.