Mis on Manningi valem?

Manningi valem on Robert Manningi 1891. aastal välja töötatud võrrand, mis iseloomustab gravitatsiooniga toidetud vee voolu ojades ja kanalites. Manning tegi kindlaks, et voolava vee avatud kanalite voolukiiruse omadused sõltuvad mitmest tegurist. See hõlmab voolusängi kallet, kanali seinte või ojakallaste karedust ja kanali hüdraulilist raadiust. Hüdrauliline raadius arvutatakse, jagades oja või kanali ristlõike pindala selle niisutatud perimeetri ja kanali seintega või avatud oja voolusängi ja kallastega.

Hüdroloogid kasutavad Manningi valemit, et määrata ojade vooluomadused tavalistes ja üleujutustingimustes. Seda saab kasutada ka tehiskanali (nt veevarustuse akvedukti) optimaalse suuruse ja kalde määramiseks. Manningi võrrand ei puuduta suletud torusid ega survestatud süsteeme, vaid lihtsalt atmosfääri avatud veevoogusid või kanaleid.

Kriitiline element Manningi valemis on seina kareduse väärtus, mida tuntakse Gauckleri-Manningi koefitsiendina. See arv põhineb paljudel teguritel. Arvesse võetakse kanali kuju, piirkonna spetsiifilist taimestikku ja vooluhulka, nagu ka aastaaega.

Hüdroloogid, kes ei pruugi olla võimelised kogu voogu uurima, pääsevad juurde Interneti-viitesaitidele, mis näitavad erinevate voogude karedustegureid. Need võivad olla loetletud fotodena ojasängidest või kallastest. Uurija saab vaadelda voolu ja võrrelda voolupanka fotograafilise võrdluskomplektiga, et määrata võrrandi karedustegurid.

Manningi valemi keerukus muutub üleujutavate ojade puhul. Manningi valemit tuleks pidada hinnanguliseks parimates tingimustes, eriti kuna looduslikud voolusängid muudavad iseloomu väga lühikeste vahemaade tagant. Täpne vooluhulga arvutamine võib olla tehniliselt võimatu.

Vooluhulka saab mõõta kalibreeritud paisu või voolukanali abil, et mõõta vee mahtu aja jooksul. Paisudel on konkreetne ristlõige, mis võimaldab vett üle selle voolata iga vee kõrgusühiku kohta. Neid mõõtmisi saab seejärel kasutada Manningi valemis muutujate peenhäälestamiseks, et hinnangut parandada. Manningi valemi väärtust kasutatakse tavaliselt olukordades, kus vooluhulka ei saa mõõta kas voolude keeruka dünaamika tõttu või üleujutuse korral.