Формула Мэннинга – это уравнение, разработанное Робертом Мэннингом в 1891 году и характеризующее течение воды, подаваемой под действием силы тяжести, в ручьях и каналы. Мэннинг определил, что скоростные характеристики открытых каналов проточной воды зависят от нескольких факторов. Сюда входят уклон русла ручья, шероховатость стенок русла или берегов ручья и гидравлический радиус русла. Гидравлический радиус рассчитывается путем деления площади поперечного сечения ручья или русла на его смоченный периметр и стенки русла или русло и берега открытого ручья.
Гидрологи используют формулу Мэннинга для определения характера течения рек в нормальных условиях и условиях паводка. Его также можно использовать для определения оптимального размера и уклона искусственного канала, такого как акведук для водоснабжения. Уравнение Мэннинга не относится к закрытым трубам или системам под давлением, а относится только к потокам воды или каналам, открытым в атмосферу.
Важным элементом в формуле Мэннинга является значение шероховатости стенки, известное как коэффициент Гоклера-Мэннинга. Это число основано на сложном наборе факторов. Учитываются форма русла, конкретная растительность в этом районе и количество речного стока, а также время года.
Гидрологи, которые могут не иметь возможности исследовать весь поток, могут получить доступ к справочным сайтам в Интернете, где показаны коэффициенты шероховатости для различных потоков. Это могут быть фотографии русел или берегов ручьев. Исследователь может наблюдать за ручьем и сравнивать берег ручья с эталонным набором фотографий, чтобы определить коэффициенты шероховатости для уравнения.
Сложность формулы Мэннинга меняется для разливающихся рек. Формулу Мэннинга следует рассматривать как оценку в наилучших условиях, особенно потому, что естественные русла рек меняют свой характер на очень коротких расстояниях. Точный расчет расхода может быть технически невозможен.
Измерения речного стока можно производить с помощью калиброванного водослива или проточного канала для измерения объема воды с течением времени. Водосливы имеют определенное поперечное сечение, которое позволяет воде течь по ним на каждую единицу 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 расход реки невозможно измерить либо из-за сложной динамики потока, либо в случае паводка.
