Τι είναι η φόρμουλα Manning;

Ο τύπος Manning είναι μια εξίσωση που αναπτύχθηκε από τον Robert Manning το 1891 και χαρακτηρίζει τη ροή του νερού που τροφοδοτείται από τη βαρύτητα σε ρέματα και κανάλια. Ο Manning προσδιόρισε ότι τα χαρακτηριστικά της ταχύτητας ροής των ανοιχτών καναλιών τρεχούμενου νερού εξαρτώνται από διάφορους παράγοντες. Αυτό περιλαμβάνει την κλίση της κοίτης του ρέματος, την τραχύτητα των τοιχωμάτων των καναλιών ή τις όχθες των ρεμάτων και την υδραυλική ακτίνα του καναλιού. Η υδραυλική ακτίνα υπολογίζεται διαιρώντας την περιοχή διατομής του ρέματος ή του καναλιού με την βρεγμένη περίμετρό του και τα τοιχώματα ενός καναλιού ή την κοίτη και τις όχθες ενός ανοιχτού ρέματος.

Οι υδρολόγοι χρησιμοποιούν τον τύπο Manning για να προσδιορίσουν τον χαρακτήρα ροής των ρεμάτων σε κανονικές συνθήκες και συνθήκες πλημμύρας. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό του βέλτιστου μεγέθους και της κλίσης ενός τεχνητού καναλιού, όπως ένα υδραγωγείο ύδρευσης. Η εξίσωση του Manning δεν σχετίζεται με κλειστούς σωλήνες ή συστήματα υπό πίεση, απλώς για ρεύματα νερού ή κανάλια ανοιχτά στην ατμόσφαιρα.

Ένα κρίσιμο στοιχείο στον τύπο Manning είναι η τιμή για την τραχύτητα του τοίχου, γνωστή ως συντελεστής Gauckler-Manning. Αυτός ο αριθμός βασίζεται σε ένα σύνθετο σύνολο παραγόντων. Το σχήμα του καναλιού, η συγκεκριμένη βλάστηση στην περιοχή και η ποσότητα ροής του ρέματος λαμβάνονται υπόψη, όπως και η εποχή του χρόνου.

Οι υδρολόγοι που μπορεί να μην είναι σε θέση να ερευνήσουν μια ολόκληρη ροή μπορούν να έχουν πρόσβαση σε ιστότοπους αναφοράς στο Διαδίκτυο που δείχνουν παράγοντες τραχύτητας για διαφορετικές ροές. Αυτές μπορεί να παρατίθενται ως φωτογραφίες των κοίτη των ρεμάτων ή των όχθες. Ο ερευνητής μπορεί να παρατηρήσει το ρεύμα και να συγκρίνει την όχθη του ρεύματος με το φωτογραφικό σύνολο αναφοράς για να προσδιορίσει τους παράγοντες τραχύτητας για την εξίσωση.

Η πολυπλοκότητα του τύπου Manning αλλάζει για ρέματα που πλημμυρίζουν. Η φόρμουλα Manning θα πρέπει να θεωρείται εκτίμηση στις καλύτερες συνθήκες, ιδίως επειδή οι φυσικές κοίτες ρυακιών αλλάζουν χαρακτήρα σε πολύ μικρές αποστάσεις. Ένας ακριβής υπολογισμός ροής μπορεί να είναι τεχνικά αδύνατος.

Οι μετρήσεις ροής ρεύματος μπορούν να γίνουν χρησιμοποιώντας ένα βαθμονομημένο φράγμα ή κανάλι ροής για τη μέτρηση του όγκου του νερού με την πάροδο του χρόνου. Τα φράγματα έχουν μια συγκεκριμένη διατομή που επιτρέπει στο νερό να ρέει από πάνω τους για κάθε μονάδα ύψους νερού. Αυτές οι μετρήσεις μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιηθούν για τη λεπτομέρεια των μεταβλητών στον τύπο Manning για τη βελτίωση της εκτίμησης. Η τιμή του τύπου Manning χρησιμοποιείται συνήθως σε καταστάσεις όπου η ροή του ρεύματος δεν μπορεί να μετρηθεί, είτε λόγω πολύπλοκης δυναμικής ροής είτε σε περίπτωση πλημμύρας σε εξέλιξη.