La formula di Manning è un’equazione sviluppata da Robert Manning nel 1891 che caratterizza il flusso di acqua alimentata per gravità in ruscelli e canali. Manning ha determinato che le caratteristiche di velocità del flusso dei canali aperti di acqua corrente dipendono da diversi fattori. Ciò include la pendenza dell’alveo, la rugosità delle pareti del canale o degli argini e il raggio idraulico del canale. Il raggio idraulico è calcolato dividendo l’area della sezione trasversale del torrente o del canale per il suo perimetro bagnato e le pareti di un canale, o l’alveo e le sponde di un torrente aperto.
Gli idrologi usano la formula di Manning per determinare il carattere di flusso dei corsi d’acqua in condizioni normali e di piena. Può anche essere utilizzato per determinare la dimensione e la pendenza ottimali di un canale artificiale come un acquedotto di approvvigionamento idrico. L’equazione di Manning non si riferisce a tubi chiusi o sistemi pressurizzati, semplicemente per corsi d’acqua o canali aperti all’atmosfera.
Un elemento critico nella formula di Manning è il valore della rugosità della parete, noto come coefficiente di Gauckler-Manning. Questo numero si basa su un insieme complesso di fattori. Vengono presi in considerazione la forma del canale, la vegetazione specifica della zona e la portata del corso d’acqua, così come la stagione dell’anno.
Gli idrologi che potrebbero non essere in grado di rilevare un intero flusso possono accedere a siti di riferimento su Internet che mostrano fattori di rugosità per diversi flussi. Questi possono essere elencati come fotografie dei letti o delle sponde del torrente. Il ricercatore può osservare il ruscello e confrontare la sponda del ruscello con il set di riferimento fotografico per determinare i fattori di rugosità per l’equazione.
La complessità della formula Manning cambia per i flussi in piena. La formula di Manning dovrebbe essere considerata una stima nella migliore delle condizioni, tanto più che i letti dei corsi d’acqua naturali cambiano carattere in distanze molto brevi. Un calcolo accurato del flusso può essere tecnicamente impossibile.
Le misurazioni del flusso del flusso possono essere effettuate utilizzando uno stramazzo calibrato o un canale di flusso per misurare il volume dell’acqua nel tempo. Gli stramazzi hanno una sezione trasversale specifica che consente all’acqua di defluire su di essa per ogni unità di altezza dell’acqua. Queste misurazioni possono quindi essere utilizzate per mettere a punto le variabili nella formula di Manning per migliorare la stima. Il valore della formula di Manning è tipicamente utilizzato in situazioni in cui la portata del torrente non può essere misurata, sia a causa di complesse dinamiche del corso d’acqua sia in caso di allagamento.