ManningGleichung

Die Manning-Gleichung ist eine empirische Beziehung zur Berechnung der Durchflussmenge Q in offenen Gerinnen wie Flüssen, Kanälen und Gräben. Sie beschreibt den Zusammenhang zwischen der Wasserführung, der Kanalgeometrie und der Oberflächenrauheit. Die Gleichung lautet Q = (1/n) · A · R^(2/3) · S^(1/2). Dabei ist n die Manning-Rauheitszahl, A die Querschnittsfläche des Wassers, R der hydraulische Radius (R = A/P) mit P dem beströmten Umriss, und S die Steigung der Energiegerade, die bei uniformem Fluss oft durch das Kanalgefälle angenähert wird.

Zur Geschwindigkeitsberechnung gilt v = Q/A = (1/n) · R^(2/3) · S^(1/2). Der hydraulische Radius R ist das Verhältnis von A zur benetzten Umfanglänge P; A misst die durchströmte Querschnittsfläche und P den benetzten Umriss des Kanals. Die Größe n fasst die Oberflächenrauheit, Tiefe, Vegetation und andere Oberflächeneigenheiten zusammen und wird durch Tabellen oder Kalibrierung bestimmt.

Anwendungsbereiche und Einschränkungen: Die Manning-Gleichung wird überwiegend für stetige, gleichmäßige Offene-Gefäßströmung in voll benetzten Kanälen verwendet, etwa in Flussbau, Bewässerungskanälen oder Abwassergräben. Sie setzt eine konstante Rauhigkeitszahl voraus und gilt nicht zuverlässig für stark wechselnde oder schnell variierende Flüsse, für Druck- oder Rohrströmung oder stark verbandelte Strömung. Die Ergebnisse hängen wesentlich von der Wahl des n-Wertes ab, daher ist Kalibrierung oder Vergleich mit empirischen Daten oft notwendig.