Die Manning-Formel ist eine 1891 von Robert Manning entwickelte Gleichung, die den Fluss von schwerkraftgespeistem Wasser in Bächen und Kanälen charakterisiert. Manning stellte fest, dass die Fließgeschwindigkeitseigenschaften offener Fließgewässer von mehreren Faktoren abhängig sind. Dazu gehören die Neigung des Bachbettes, die Rauhigkeit der Kanalwände oder Bachufer und der hydraulische Radius des Kanals. Der hydraulische Radius wird berechnet, indem die Querschnittsfläche des Baches oder Kanals durch seinen benetzten Umfang und die Wände eines Kanals oder das Bachbett und die Ufer eines offenen Baches geteilt wird.
Hydrologen verwenden die Manning-Formel, um den Fließcharakter von Bächen unter Normal- und Hochwasserbedingungen zu bestimmen. Es kann auch verwendet werden, um die optimale Größe und Neigung eines künstlichen Kanals wie eines Wasserversorgungs-Aquädukts zu bestimmen. Die Manning-Gleichung bezieht sich nicht auf geschlossene Rohr- oder Drucksysteme, sondern einfach auf Wasserströme oder Kanäle, die zur Atmosphäre offen sind.
Ein kritisches Element in der Manning-Formel ist der Wert für die Wandrauheit, der als Gauckler-Manning-Koeffizient bekannt ist. Diese Zahl basiert auf einer komplexen Reihe von Faktoren. Die Form des Kanals, die spezifische Vegetation in der Umgebung und die Menge des Bachlaufs werden ebenso berücksichtigt wie die Jahreszeit.
Hydrologen, die möglicherweise nicht in der Lage sind, einen ganzen Bach zu vermessen, können im Internet auf Referenzseiten zugreifen, die Rauheitsfaktoren für verschiedene Flüsse anzeigen. Diese können als Fotografien der Bachbetten oder Ufer aufgeführt werden. Der Forscher kann den Bach beobachten und das Bachufer mit dem fotografischen Referenzsatz vergleichen, um die Rauheitsfaktoren für die Gleichung zu bestimmen.
Die Komplexität der Manning-Formel ändert sich für überflutete Bäche. Die Manning-Formel sollte unter besten Bedingungen als Schätzwert angesehen werden, zumal natürliche Bachbetten in sehr kurzen Entfernungen ihren Charakter ändern. Eine genaue Durchflussberechnung kann technisch unmöglich sein.
Strömungsmessungen können unter Verwendung eines kalibrierten Wehrs oder Strömungskanals durchgeführt werden, um das Wasservolumen im Laufe der Zeit zu messen. Wehre haben einen bestimmten Querschnitt, der für jede Wasserhöheneinheit ein Überströmen von Wasser ermöglicht. Diese Messungen können dann zur Feinabstimmung der Variablen in der Manning-Formel verwendet werden, um die Schätzung zu verbessern. Der Wert der Manning-Formel wird typischerweise in Situationen verwendet, in denen der Flussfluss nicht gemessen werden kann, entweder aufgrund einer komplexen Flussdynamik oder bei Überschwemmungen.