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Manning 曼宁公式与曼宁系数

• 曼宁系数是用来描述材料表面粗造度的系数，也是明渠流量或速度经验公式——曼宁公式——的一个参数。

• 曼宁公式是水力学中的一个非常重要的公式，特别是在计算机发明之前，人们都采用它来计算明渠流量。

• 曼宁公式由Robert Manning在1980年创造，Robert Manning是一位没有接受过正规土木工程训练的爱尔兰工程师。

• 曼宁公式

  

  • 其中：
    • V是指速度；
    • k是指转换常数，国际单位制中值为1；
    • n是指糙率，是综合反映管渠壁面粗糙情况对水流影响的一个系数；
    • R_h是指水力半径，是流体截面积与湿周长的比值，湿周长是指流体与明渠断面接触的周长，不包括与空气接触的周长部分；
    • S是指明渠的坡度；

• 曼宁系数

  • 不同的材料表面，如管道、涵洞或者沟渠，由于粗糙度不同，就存在不同的曼宁系数，粗糙度越高曼宁系数也就越高，不同材料的曼宁系数详见下表。
  • 曼宁系数是无量纲量
  • 天然河道
    • 直线型水渠 0.030
    • 干流 0.035
    • 流速慢深河道 0.040
  • 人工挖掘水渠
    • 清洁水渠 0.022
    • 砾石水渠 0.025
    • 长满杂草的水渠 0.030
    • 大石头、大卵石铺地的水渠 0.035
  • 河漫滩
    • 草地耕地 0.035
    • 少量灌木 0.050
    • 长满灌木 0.075
    • 树木 0.15
  • 金属
    • 铜 0.011
    • 铸铁 0.013
    • 光滑的钢铁 0.012
    • 波纹钢铁 0.022
  • 非金属材料
    • 玻璃 0.010
    • 陶土瓦 0.014
    • 砖砌体 0.015
    • 沥青 0.016
    • 砖石 0.025
    • 未刨光木 0.013
    • 成形混凝土 0.012
    • 未成形混凝土 0.014
    • 碎石 0.029
    • 裸土 0.025
    • 刨光木 0.012
  • 排水管渠曼宁系数
    • 混凝土管、钢筋混凝土管、水泥砂浆抹面渠道 0.013~0.014
    • 水泥砂浆内衬球墨铸铁管 0.011~0.012
    • 石棉水泥管、钢管 0.012
    • UPVC管、PE管、玻璃钢管 0.009~0.010
    • 土明渠（包括带草皮）0.025~0.030
    • 千砌块石渠道 0.020~0.025
    • 浆砌块石渠道 0.017
    • 浆砌砖渠道 0.015