สูตรแมนนิ่งคืออะไร?

สูตรแมนนิ่งเป็นสมการที่พัฒนาโดยโรเบิร์ตแมนนิ่งในปี ค.ศ. 1891 ซึ่งเป็นลักษณะการไหลของน้ำที่ป้อนด้วยแรงโน้มถ่วงในลำธารและช่องทาง แมนนิ่งระบุว่าลักษณะความเร็วการไหลของช่องเปิดของน้ำไหลขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ซึ่งรวมถึงความลาดเอียงของเตียงสตรีมความขรุขระของผนังช่องหรือริมลำธารและรัศมีไฮดรอลิกของช่อง ไฮดรอลิคเรดิโอคำนวณโดยการแบ่งพื้นที่หน้าตัดของสตรีมหรือช่องทางด้วยเส้นรอบวงเปียกและผนังของช่องทางหรือเตียงสตรีมและฝั่งของสตรีมแบบเปิด

นักอุทกวิทยาใช้สูตรแมนนิ่งเพื่อพิจารณาลักษณะการไหลของลำธารในสภาวะปกติและสภาวะน้ำท่วม นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อกำหนดขนาดและความชันที่เหมาะสมของช่องที่มนุษย์สร้างขึ้นเช่นท่อระบายน้ำประปา สมการของแมนนิ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับระบบปิดท่อหรือระบบแรงดันเพียงเพื่อลำธารน้ำหรือช่องเปิดสู่ชั้นบรรยากาศ

องค์ประกอบที่สำคัญในสูตรแมนนิ่งคือค่าของความขรุขระของผนังหรือที่รู้จักกันในชื่อสัมประสิทธิ์ Gauckler-Manning จำนวนนี้ขึ้นอยู่กับชุดของปัจจัยที่ซับซ้อน รูปร่างของช่องทางพืชพรรณเฉพาะในพื้นที่และปริมาณการไหลของน้ำได้รับการพิจารณาทั้งหมดเช่นเดียวกับฤดูกาลของปี

นักอุทกวิทยาที่อาจไม่สามารถสำรวจสตรีมทั้งหมดสามารถเข้าถึงไซต์อ้างอิงบนอินเทอร์เน็ตที่แสดงปัจจัยความหยาบสำหรับสตรีมที่แตกต่างกัน สิ่งเหล่านี้อาจถูกระบุว่าเป็นรูปถ่ายของเตียงสตรีมหรือธนาคาร ผู้วิจัยสามารถสังเกตกระแสและเปรียบเทียบกระแสข้อมูลของธนาคารกับชุดอ้างอิงภาพถ่ายเพื่อกำหนดปัจจัยความขรุขระของสมการ

ความซับซ้อนของสูตรแมนนิ่งเปลี่ยนไปสำหรับลำธารที่น้ำท่วม สูตรแมนนิ่งควรได้รับการพิจารณาโดยประมาณในเงื่อนไขที่ดีที่สุดโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากเตียงลำธารธรรมชาติเปลี่ยนลักษณะในระยะทางที่สั้นมาก การคำนวณการไหลที่แม่นยำอาจเป็นไปไม่ได้ในทางเทคนิค

การวัดการไหลของกระแสน้ำสามารถทำได้โดยใช้ฝายที่ผ่านการสอบเทียบหรือช่องทางการไหลเพื่อวัดปริมาณน้ำตลอดเวลา ฝายมีหน้าตัดเฉพาะที่อนุญาตให้มีน้ำไหลผ่านเพื่อความสูงของน้ำแต่ละหน่วย การวัดเหล่านี้สามารถใช้เพื่อปรับแต่งตัวแปรในสูตรแมนนิ่งเพื่อปรับปรุงการประมาณการ ค่าของสูตรแมนนิ่งโดยทั่วไปจะใช้ในสถานการณ์ที่ไม่สามารถวัดกระแสการไหลได้เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของกระแสที่ซับซ้อนหรือในเหตุการณ์น้ำท่วมกำลังดำเนินการอยู่