Kaj je Manningova formula?

Manningova formula je enačba, ki jo je razvil Robert Manning leta 1891 in označuje tok vode, ki se napaja z gravitacijo, v potokih in kanalih. Manning je ugotovil, da so značilnosti hitrosti toka odprtih kanalov tekoče vode odvisne od več dejavnikov. To vključuje naklon struge potoka, hrapavost sten kanalov ali brežin in hidravlični polmer kanala. Hidravlični polmer se izračuna tako, da se površina prečnega prereza toka ali kanala deli z njegovim namočenim obodom in stenami kanala ali strugo in bregovi odprtega potoka.

Hidrologi uporabljajo Manningovo formulo za določitev pretoka tokov v normalnih in poplavnih razmerah. Uporablja se lahko tudi za določitev optimalne velikosti in naklona umetnega kanala, kot je vodovodni vodovod. Manningova enačba se ne nanaša na zaprte cevi ali sisteme pod tlakom, le na vodne tokove ali kanale, odprte v ozračje.

Kritičen element Manningove formule je vrednost hrapavosti sten, znana kot Gauckler-Manningov koeficient. Ta številka temelji na kompleksnem nizu dejavnikov. Upoštevajo se oblika kanala, specifična vegetacija na območju in količina toka potoka ter letni čas.

Hidrologi, ki morda ne bodo mogli pregledati celotnega toka, lahko dostopajo do referenčnih mest na internetu, ki prikazujejo faktorje hrapavosti za različne tokove. Te so lahko navedene kot fotografije strug ali brežin. Raziskovalec lahko opazuje tok in primerja breg toka s fotografskim referenčnim nizom, da določi faktorje hrapavosti za enačbo.

Zapletenost Manningove formule se spremeni za potoke, ki poplavljajo. Manningovo formulo je treba obravnavati kot oceno v najboljših razmerah, še posebej, ker naravna struga potoka spreminjajo značaj na zelo kratkih razdaljah. Natančen izračun pretoka je lahko tehnično nemogoč.

Meritve pretoka toka se lahko izvedejo z uporabo kalibriranega jeza ali pretočnega kanala za merjenje prostornine vode skozi čas. Jezdi imajo poseben presek, ki omogoča, da voda teče po njem za vsako enoto višine vode. Te meritve lahko nato uporabite za natančno nastavitev spremenljivk v Manningovi formuli za izboljšanje ocene. Vrednost Manningove formule se običajno uporablja v situacijah, ko pretoka toka ni mogoče izmeriti, bodisi zaradi zapletene dinamike toka bodisi v primeru poplavljanja.