Manning pürüzlülük katsayısı n nedir ve neyi ifade eder?

Manning pürüzlülük katsayısı n, açık kanal veya boru akışında yüzey sürtünmesini temsil eden boyutsuz bir katsayıdır. Düşük n değeri (örn. PVC boru: 0,010) pürüzsüz yüzeyi, yüksek n değeri (örn. doğal dere: 0,040–0,070) pürüzlü veya bitkili yüzeyi ifade eder.

Beton kanal için hangi n değeri kullanılmalıdır?

Kalıpta dökme pürüzsüz beton kanal için tipik n = 0,013 kullanılır; aralık 0,011–0,015'tir. Oluklu veya hasarlı beton yüzeylerde n 0,017–0,025 arasına yükselebilir.

Doğal dere hesaplarında neden tek n değeri yeterli olmaz?

Doğal dere akımı, ana kanal ve taşkın ovası gibi farklı pürüzlülükteki bölümlerden oluşur. Her bölüm için ayrı n değeri kullanılarak Horton/Einstein yöntemiyle bileşik Manning hesabı yapılmalıdır.

Manning formülü hangi koşulda geçerlidir?

Manning formülü (V = 1/n · R^(2/3) · S^(1/2)) yalnızca tekdüze (uniform) ve sürekli akım koşullarında doğrudan uygulanabilir. Tekdüze olmayan akımda kanal taban eğimi S₀ ile sürtünme eğimi Sf farklılaşır.

Tasarımda en düşük n değerini seçmek neden sakıncalıdır?

En düşük n seçimi en yüksek hız ve en küçük kesit verir; bu gerçek debiden fazla kapasite hesaplanmasına yol açar. Mevcut projeler için tipik veya üst sınır n değerinin kullanılması önerilir.

Manning Pürüzlülük Katsayıları (n) Tablosu

Genel Not

Manning pürüzlülük katsayısı $n$ değerleri, akış kanalının yüzey pürüzlülüğüne, şekline, bitkisel örtüye ve yaşına bağlı olarak değişir. Aşağıdaki değerler mühendislik tasarımında kullanılan tipik (ortalama) ve aralık değerleridir.

Manning Formülü: $V = \frac{1}{n} R^{2/3} S^{1/2}$

SU-007 Manning pürüzlülük katsayısı (n) referans haritası — yapay kanallar (beton/kâgir n=0.011-0.025), kazılmış kanallar (toprak n=0.018-0.040), doğal dere/nehirler (n=0.025-0.150), kapalı borular (tam dolu n=0.009-0.015) ve özel durumlar kategorileri, n'in debiye etkisi ve Cowan bileşik n yöntemi (TS EN 752 / DSİ Teknik Şartnamesi / Chow) — **Şekil — Manning Pürüzlülük Katsayısı (n) Referans Haritası**
Yapay kanal → kazılmış kanal → doğal dere → kapalı boru → özel durumlar; n yüzey+yaş+bitki+düzensizliğe bağlı, Q ∝ 1/n.

SU-007 Manning n görsel katalog ve kanal yüzeyleri — kanal yüzey tipleri kesit kataloğu (beton n=0.013, kâgir/taş, toprak, otlu/bitkili, doğal dere, çelik/PVC boru), n'in debiye etkisi (Q∝1/n), bileşik n Cowan yöntemi, yaş/bakım etkisi ve n tablosu (TS EN 752 / DSİ Teknik Şartnamesi / Chow) — **Şekil — Manning n Görsel Katalog ve Kanal Yüzeyleri (SU-007)**
Kanal yüzey tipleri kesit kataloğu (beton/kâgir/toprak/otlu/doğal/boru), n-debi etkisi, Cowan bileşik n, yaş/bakım etkisi ve n tablosu (Chow / DSİ Teknik Şartnamesi).

Tablo 1: Yapay Kanallar — Beton ve Kâgir

Kanal Tipi / Malzeme	n (min)	n (tipik)	n (maks)
Beton, kalıpta dökme, pürüzsüz yüzey	0,011	0,013	0,015
Beton, vibratörle sıkıştırılmış	0,012	0,014	0,016
Beton, oluklu yüzey	0,015	0,017	0,020
Beton, çatlak/hasarlı	0,017	0,019	0,025
Harçsız taş duvar	0,020	0,025	0,030
Harçlı taş duvar	0,017	0,020	0,025
Tuğla (klinker)	0,013	0,015	0,017
Tuğla (adi)	0,015	0,017	0,020
Mozaik / çimento şap	0,011	0,013	0,015
Çelik (pürüzsüz)	0,010	0,012	0,014
Çelik (boyalı veya galvanizli)	0,011	0,013	0,015
Alüminyum (pürüzsüz)	0,010	0,011	0,013

Tablo 2: Kazılmış Kanallar — Toprak ve Zemin

Kanal Tipi	n (min)	n (tipik)	n (maks)
Toprak, düzgün, temiz	0,018	0,022	0,025
Toprak, düzgün, ot örtüsü	0,022	0,027	0,033
Toprak, taş parçalı	0,025	0,030	0,035
Balçık (silt), yeni	0,017	0,020	0,025
Kum, düzgün	0,018	0,022	0,028
Çakıl, orta boy	0,022	0,027	0,033
Çakıl, iri	0,025	0,030	0,040
Kaya, kesme (blasting)	0,025	0,035	0,045
Kaya, pürüzsüz işlem	0,020	0,025	0,030

Tablo 3: Doğal Dere ve Nehirler

Kanal Tipi	n (min)	n (tipik)	n (maks)
Dere, temiz, düzgün dip, dik yatak	0,025	0,030	0,033
Dere, temiz, zikzaklı, derin havuzlar	0,033	0,040	0,045
Dere, taşlı kayalık dip, bitkisiz	0,035	0,045	0,050
Dere, sazlık, bitki yoğun	0,045	0,070	0,080
Nehir, ağaçlık kıyı, orta hız	0,050	0,070	0,100
Taşkın ovası, orman	0,080	0,120	0,160
Taşkın ovası, çayır, ot	0,025	0,035	0,045
Dağ deresi (Mountain stream)	0,040	0,055	0,070

Tablo 4: Kapalı Borular (Tam Dolu Akım)

Boru Malzemesi	n (min)	n (tipik)	n (maks)
PVC (polivinil klorür)	0,009	0,010	0,011
HDPE (yüksek yoğunluklu polietilen)	0,009	0,010	0,012
GRP / FRP (cam takviyeli plastik)	0,010	0,011	0,013
Beton boru (pürüzsüz)	0,011	0,013	0,015
Beton boru (oluklu iç yüzey)	0,013	0,015	0,017
Beton boru (eski, pürüzlü)	0,016	0,018	0,022
Çelik (pürüzsüz, kaynaklı)	0,010	0,012	0,014
Çelik (galvanizli)	0,013	0,015	0,017
Döküm demir (eski)	0,014	0,018	0,025
Asbest çimento	0,011	0,012	0,014
Seramik / vitrifiye	0,010	0,012	0,014
Kagir boru (taş)	0,020	0,025	0,030
Oluklu metal boru (corrugated metal)	0,021	0,024	0,030

Tablo 5: Özel Durumlar

Durum	Düzeltme
Yüksek akım hızı ( $V > 5$ m/s)	$n$ yaklaşık %5–10 artabilir (titreşim etkisi)
Kısmi doluluk (boru)	Tam dolu $n$ değeri kullanılabilir (yaklaşık)
Mevsimsek değişim (yosun, tortu)	$n$ 'i %20–30 artırın
Yeni boru vs. eski boru	Tablo aralığının alt/üst sınırını kullanın

6. Kullanım Notu

Uyarı: Tablo değerleri tipik koşullar içindir. Kritik tasarımlarda saha ölçümü veya deneysel verilerle doğrulama yapılmalıdır. Yüksek maliyetli veya risk barındıran projelerde uzman görüşü alınması önerilir.

Referans Standartlar:

Chow, V.T. (1959). Open Channel Hydraulics
Maidment (1993). Handbook of Hydrology
ASCE (2007). Design and Construction of Urban Stormwater Management Systems
TS EN 752 Drenaj ve Kanalizasyon Sistemleri

Tablo 6: Parametreler ve Tipik Değerler Tablosu

Parametre	Sembol	Tipik Aralık	Birim
Manning pürüzlülük katsayısı	$n$	0,009–0,160	s/m^(1/3)
Ortalama akım hızı	$V$	0,3–6,0	m/s
Kanal kesit alanı	$A$	bağımlı	m²
Islak çevre	$P$	bağımlı	m
Hidrolik yarıçap	$R = A/P$	0,05–5,0	m
Kanal tabanı eğimi	$S$	0,0001–0,05	m/m
Debi	$Q$	bağımlı	m³/s
Minimum tasarım hızı (çökelmeyi önlemek)	$V_{min}$	0,6–0,9	m/s
Maksimum hız sınırı (beton kanal)	$V_{max}$	3,0–6,0	m/s
Tam dolu boru doluluk oranı (tasarım)	$Q/Q_f$	≤ 0,85	—
Kısmi dolulukta maksimum Q noktası	$y/D$	~0,94	—
Froude sayısı (tasarım hedef)	$Fr$	< 0,8 veya > 1,2	—

Sayısal Örnek — Manning Denklemi ile Betonarme Kanal Tasarımı

Problem

Dikdörtgen kesitli betonarme açık kanal tasarlanacaktır.

Veriler:

Tasarım debisi: $Q = 2{,}5$ m³/s
Kanal tabanı eğimi: $S = 0{,}001$ m/m (1/1000)
Kanal yüzeyi: kalıp dökme pürüzsüz beton → $n = 0{,}013$ (tipik değer, Tablo 1)
Genişlik/derinlik oranı seçimi: $b = 2 \cdot y$ (ekonomik kesit yaklaşımı)

Adım 1 — Manning Formülü

Q = \frac{1}{n} \cdot A \cdot R^{2/3} \cdot S^{1/2}

Dikdörtgen kesitta: $A = b \cdot y$ , $P = b + 2y$ , $R = A/P$

$b = 2y$ kabul edilirse:

A = 2y \cdot y = 2y^2, \quad P = 2y + 2y = 4y, \quad R = \frac{2y^2}{4y} = \frac{y}{2}

Adım 2 — $y$ Çözümü

Q = \frac{1}{0{,}013} \cdot 2y^2 \cdot \left(\frac{y}{2}\right)^{2/3} \cdot (0{,}001)^{1/2}

2{,}5 = 76{,}92 \cdot 2y^2 \cdot \frac{y^{2/3}}{2^{2/3}} \cdot 0{,}03162

2{,}5 = 76{,}92 \times 0{,}03162 \times \frac{2}{1{,}587} \times y^{8/3}

2{,}5 = 76{,}92 \times 0{,}03162 \times 1{,}260 \times y^{8/3} = 3{,}065 \cdot y^{8/3}

y^{8/3} = \frac{2{,}5}{3{,}065} = 0{,}8157

y = (0{,}8157)^{3/8} = 0{,}8157^{0{,}375} \approx \mathbf{0{,}925 \text{ m}}

Adım 3 — Kesit Geometrisi

y = 0{,}93 \text{ m (yuvarla)}, \quad b = 2 \times 0{,}93 = 1{,}86 \text{ m} \approx \mathbf{1{,}90 \text{ m (pratik ölçü)}}

A = 1{,}90 \times 0{,}93 = 1{,}767 \text{ m}^2

P = 1{,}90 + 2 \times 0{,}93 = 3{,}76 \text{ m}, \quad R = \frac{1{,}767}{3{,}76} = 0{,}470 \text{ m}

Adım 4 — Hız ve Debi Kontrolü

V = \frac{1}{0{,}013} \times (0{,}470)^{2/3} \times (0{,}001)^{1/2}

V = 76{,}92 \times 0{,}5790 \times 0{,}03162 = \mathbf{1{,}41 \text{ m/s}}

Q_{kontrol} = V \times A = 1{,}41 \times 1{,}767 = \mathbf{2{,}49 \text{ m}^3/s} \approx 2{,}5 \text{ m}^3/s \checkmark

Adım 5 — Hız Sınırı ve Froude Sayısı Kontrolü

$V_{max} = 3{,}0$ m/s (beton kanal) → $V = 1{,}41$ m/s $< 3{,}0$ m/s

Fr = \frac{V}{\sqrt{g \cdot y}} = \frac{1{,}41}{\sqrt{9{,}81 \times 0{,}93}} = \frac{1{,}41}{3{,}02} = \mathbf{0{,}47} < 1 \quad \text{(yavaş akım)} \checkmark

Sonuç: $b = 1{,}90$ m, $y = 0{,}93$ m kesitli dikdörtgen beton kanal, $n = 0{,}013$ , $S = 0{,}001$ 'de $Q = 2{,}5$ m³/s debisini taşır. Serbest kenar payı $\Delta y = 0{,}20$ m eklenerek inşaat yüksekliği $H = 1{,}13$ m alınır (TS EN 752 Md. 7.3).

Sık Yapılan Hatalar

n değeri yerine en alt sınır kullanmak: Tasarımda en düşük n seçimi en yüksek hız ve en küçük kesit verir; bu kanal kapasitesini abartır. Mevcut proje için tipik veya üst sınır n değeri kullanılmalıdır.
Kısmi doluluk için tam dolu n değerini geçerli saymak: Kısmi dolulukta pürüzlülük etkin alanı değiştiğinden %50 dolulukta efektif n yaklaşık %5–10 farklıdır; büyük çaplı borularda önem kazanır.
Birim hatası: Manning formülünde SI birimleri ( $n$ birimi s/m^(1/3), $R$ metre, $S$ m/m) kullanılması zorunludur; eski İngiliz birim sisteminden çevrilmiş n değerleri (farklı katsayı 1,486) doğrudan kullanılamaz.
Eğim ve hidrolik eğim karıştırması: Tekdüze olmayan (non-uniform) akımda kanal taban eğimi $S_0$ ile sürtünme eğimi $S_f$ farklıdır; Manning, sadece tekdüze (uniform) akıma doğrudan uygulanabilir.
Tortu ve bakım etkisinin göz ardı edilmesi: İşletme yılları geçtikçe boru iç yüzeyi pürüzlenir; tasarımda n değerini tablo ortalamasından 10–15 yıl sonrası için %10–20 artırmak ihtiyatlı yaklaşımdır.
Açık kanalda serbest kenar payı (freeboard) unutulması: Tasarım su derinliğine %15–20 (ya da min. 0,15 m) serbest kenar payı eklenmeden inşaat kotları belirlenmemelidir (TS EN 752 Md. 7.3.4).
Doğal dere için tek n değeri kullanmak: Doğal dere akımı taşkın ovası + ana kanal bileşenlerinden oluşur; her bölüm için ayrı n kullanarak bileşik Manning hesabı (Horton/Einstein yöntemi) yapılmalıdır.

Kontrol Kutusu

Kanal/boru malzemesi ve durumu için doğru n aralığı seçildi mi?
Yeni–eski durum değerlendirmesi yapıldı mı? (n tablosunun alt/üst sınırı)
Manning formülünde SI birimleri kullanıldı mı? ( $n$ [s/m^(1/3)], $R$ [m])
Hız sınırı kontrolü yapıldı mı? ( $V_{min}$ çökelme, $V_{max}$ erozyon)
Froude sayısı hesaplandı mı? ( $Fr < 0{,}8$ veya $Fr > 1{,}2$ hedefleniyor mu?)
Serbest kenar payı eklendi mi? (Açık kanallar için ≥ %15 veya 0,15 m)
Kısmi doluluk kontrolü yapıldı mı? ( $Q/Q_f \leq 0{,}85$ )
Tortu ve işletme etkisi n artışı değerlendirildi mi?
Bileşik kesit için bölge ayrımı yapıldı mı? (Taşkın ovasındaki dere için)

Kaynaklar

Chow, V.T. (1959). Open Channel Hydraulics. McGraw-Hill. Tablo 5-4 ve 5-5 (n değer tabloları).
Maidment, D.R. (1993). Handbook of Hydrology. McGraw-Hill. Bölüm 7.
TS EN 752:2017. Drenaj ve Kanalizasyon Sistemleri — Bina Dışı. TSE. Md. 7.3 (kanal hız sınırları, serbest kenar).
ASCE Manual 36. Design and Construction of Sanitary and Storm Sewers. ASCE, 2007.
DSİ. Sulama Kanalları Tasarım Kılavuzu. Devlet Su İşleri, 5. Baskı.
Metcalf & Eddy. Wastewater Engineering, 5. Baskı. McGraw-Hill, 2003. Bölüm 3 (Manning).
French, R.H. (1987). Open Channel Hydraulics. McGraw-Hill.

İlişkili Hesap Araçları

[Manning Açık Kanal Hesap Aracı] — Dikdörtgen, trapez, dairesel kesit için $Q$ , $V$ , $y$ hesabı
[Manning Boru Hesap Aracı] — Kısmi doluluk ve tam dolu boru kapasitesi
[Hidrolik Eğim Hesap Aracı] — Verilen debi ve kesit için $S_f$ bulma

İlgili Hesaplama Araçları

Bu konuyla ilgili ücretsiz mühendislik hesaplama araçlarımızla ön tasarım ve kontrol yapabilirsiniz:

Önemli Mühendislik Uyarısı: Bu içerik yalnızca bilgilendirme amaçlıdır; nihai tasarım, hesap ve uygulama kararları, güncel yönetmelikler ile proje koşulları çerçevesinde yetkili bir inşaat mühendisinin denetiminde alınmalıdır. Sayısal örnekler ve formüller genel mühendislik pratiğini yansıtır; her projenin kendine özgü zemin, yük ve çevre koşulları proje müellifince ayrıca değerlendirilmelidir.

Genel Not

Manning Formülü: $V = \frac{1}{n} R^{2/3} S^{1/2}$

Tablo 1: Yapay Kanallar — Beton ve Kâgir

Kanal Tipi / Malzeme	n (min)	n (tipik)	n (maks)
Beton, kalıpta dökme, pürüzsüz yüzey	0,011	0,013	0,015
Beton, vibratörle sıkıştırılmış	0,012	0,014	0,016
Beton, oluklu yüzey	0,015	0,017	0,020
Beton, çatlak/hasarlı	0,017	0,019	0,025
Harçsız taş duvar	0,020	0,025	0,030
Harçlı taş duvar	0,017	0,020	0,025
Tuğla (klinker)	0,013	0,015	0,017
Tuğla (adi)	0,015	0,017	0,020
Mozaik / çimento şap	0,011	0,013	0,015
Çelik (pürüzsüz)	0,010	0,012	0,014
Çelik (boyalı veya galvanizli)	0,011	0,013	0,015
Alüminyum (pürüzsüz)	0,010	0,011	0,013

Tablo 2: Kazılmış Kanallar — Toprak ve Zemin

Kanal Tipi	n (min)	n (tipik)	n (maks)
Toprak, düzgün, temiz	0,018	0,022	0,025
Toprak, düzgün, ot örtüsü	0,022	0,027	0,033
Toprak, taş parçalı	0,025	0,030	0,035
Balçık (silt), yeni	0,017	0,020	0,025
Kum, düzgün	0,018	0,022	0,028
Çakıl, orta boy	0,022	0,027	0,033
Çakıl, iri	0,025	0,030	0,040
Kaya, kesme (blasting)	0,025	0,035	0,045
Kaya, pürüzsüz işlem	0,020	0,025	0,030

Tablo 3: Doğal Dere ve Nehirler

Kanal Tipi	n (min)	n (tipik)	n (maks)
Dere, temiz, düzgün dip, dik yatak	0,025	0,030	0,033
Dere, temiz, zikzaklı, derin havuzlar	0,033	0,040	0,045
Dere, taşlı kayalık dip, bitkisiz	0,035	0,045	0,050
Dere, sazlık, bitki yoğun	0,045	0,070	0,080
Nehir, ağaçlık kıyı, orta hız	0,050	0,070	0,100
Taşkın ovası, orman	0,080	0,120	0,160
Taşkın ovası, çayır, ot	0,025	0,035	0,045
Dağ deresi (Mountain stream)	0,040	0,055	0,070

Tablo 4: Kapalı Borular (Tam Dolu Akım)

Boru Malzemesi	n (min)	n (tipik)	n (maks)
PVC (polivinil klorür)	0,009	0,010	0,011
HDPE (yüksek yoğunluklu polietilen)	0,009	0,010	0,012
GRP / FRP (cam takviyeli plastik)	0,010	0,011	0,013
Beton boru (pürüzsüz)	0,011	0,013	0,015
Beton boru (oluklu iç yüzey)	0,013	0,015	0,017
Beton boru (eski, pürüzlü)	0,016	0,018	0,022
Çelik (pürüzsüz, kaynaklı)	0,010	0,012	0,014
Çelik (galvanizli)	0,013	0,015	0,017
Döküm demir (eski)	0,014	0,018	0,025
Asbest çimento	0,011	0,012	0,014
Seramik / vitrifiye	0,010	0,012	0,014
Kagir boru (taş)	0,020	0,025	0,030
Oluklu metal boru (corrugated metal)	0,021	0,024	0,030

Tablo 5: Özel Durumlar

Durum	Düzeltme
Yüksek akım hızı ( $V > 5$ m/s)	$n$ yaklaşık %5–10 artabilir (titreşim etkisi)
Kısmi doluluk (boru)	Tam dolu $n$ değeri kullanılabilir (yaklaşık)
Mevsimsek değişim (yosun, tortu)	$n$ 'i %20–30 artırın
Yeni boru vs. eski boru	Tablo aralığının alt/üst sınırını kullanın

6. Kullanım Notu

Referans Standartlar:

Chow, V.T. (1959). Open Channel Hydraulics
Maidment (1993). Handbook of Hydrology
ASCE (2007). Design and Construction of Urban Stormwater Management Systems
TS EN 752 Drenaj ve Kanalizasyon Sistemleri

Tablo 6: Parametreler ve Tipik Değerler Tablosu

Parametre	Sembol	Tipik Aralık	Birim
Manning pürüzlülük katsayısı	$n$	0,009–0,160	s/m^(1/3)
Ortalama akım hızı	$V$	0,3–6,0	m/s
Kanal kesit alanı	$A$	bağımlı	m²
Islak çevre	$P$	bağımlı	m
Hidrolik yarıçap	$R = A/P$	0,05–5,0	m
Kanal tabanı eğimi	$S$	0,0001–0,05	m/m
Debi	$Q$	bağımlı	m³/s
Minimum tasarım hızı (çökelmeyi önlemek)	$V_{min}$	0,6–0,9	m/s
Maksimum hız sınırı (beton kanal)	$V_{max}$	3,0–6,0	m/s
Tam dolu boru doluluk oranı (tasarım)	$Q/Q_f$	≤ 0,85	—
Kısmi dolulukta maksimum Q noktası	$y/D$	~0,94	—
Froude sayısı (tasarım hedef)	$Fr$	< 0,8 veya > 1,2	—

Sayısal Örnek — Manning Denklemi ile Betonarme Kanal Tasarımı

Problem

Dikdörtgen kesitli betonarme açık kanal tasarlanacaktır.

Veriler:

Tasarım debisi: $Q = 2{,}5$ m³/s
Kanal tabanı eğimi: $S = 0{,}001$ m/m (1/1000)
Kanal yüzeyi: kalıp dökme pürüzsüz beton → $n = 0{,}013$ (tipik değer, Tablo 1)
Genişlik/derinlik oranı seçimi: $b = 2 \cdot y$ (ekonomik kesit yaklaşımı)

Adım 1 — Manning Formülü

Q = \frac{1}{n} \cdot A \cdot R^{2/3} \cdot S^{1/2}

Dikdörtgen kesitta: $A = b \cdot y$ , $P = b + 2y$ , $R = A/P$

$b = 2y$ kabul edilirse:

A = 2y \cdot y = 2y^2, \quad P = 2y + 2y = 4y, \quad R = \frac{2y^2}{4y} = \frac{y}{2}

Adım 2 — $y$ Çözümü

Q = \frac{1}{0{,}013} \cdot 2y^2 \cdot \left(\frac{y}{2}\right)^{2/3} \cdot (0{,}001)^{1/2}

2{,}5 = 76{,}92 \cdot 2y^2 \cdot \frac{y^{2/3}}{2^{2/3}} \cdot 0{,}03162

2{,}5 = 76{,}92 \times 0{,}03162 \times \frac{2}{1{,}587} \times y^{8/3}

2{,}5 = 76{,}92 \times 0{,}03162 \times 1{,}260 \times y^{8/3} = 3{,}065 \cdot y^{8/3}

y^{8/3} = \frac{2{,}5}{3{,}065} = 0{,}8157

y = (0{,}8157)^{3/8} = 0{,}8157^{0{,}375} \approx \mathbf{0{,}925 \text{ m}}

Adım 3 — Kesit Geometrisi

y = 0{,}93 \text{ m (yuvarla)}, \quad b = 2 \times 0{,}93 = 1{,}86 \text{ m} \approx \mathbf{1{,}90 \text{ m (pratik ölçü)}}

A = 1{,}90 \times 0{,}93 = 1{,}767 \text{ m}^2

P = 1{,}90 + 2 \times 0{,}93 = 3{,}76 \text{ m}, \quad R = \frac{1{,}767}{3{,}76} = 0{,}470 \text{ m}

Adım 4 — Hız ve Debi Kontrolü

V = \frac{1}{0{,}013} \times (0{,}470)^{2/3} \times (0{,}001)^{1/2}

V = 76{,}92 \times 0{,}5790 \times 0{,}03162 = \mathbf{1{,}41 \text{ m/s}}

Q_{kontrol} = V \times A = 1{,}41 \times 1{,}767 = \mathbf{2{,}49 \text{ m}^3/s} \approx 2{,}5 \text{ m}^3/s \checkmark

Adım 5 — Hız Sınırı ve Froude Sayısı Kontrolü

$V_{max} = 3{,}0$ m/s (beton kanal) → $V = 1{,}41$ m/s $< 3{,}0$ m/s

Fr = \frac{V}{\sqrt{g \cdot y}} = \frac{1{,}41}{\sqrt{9{,}81 \times 0{,}93}} = \frac{1{,}41}{3{,}02} = \mathbf{0{,}47} < 1 \quad \text{(yavaş akım)} \checkmark

Sık Yapılan Hatalar

n değeri yerine en alt sınır kullanmak: Tasarımda en düşük n seçimi en yüksek hız ve en küçük kesit verir; bu kanal kapasitesini abartır. Mevcut proje için tipik veya üst sınır n değeri kullanılmalıdır.
Kısmi doluluk için tam dolu n değerini geçerli saymak: Kısmi dolulukta pürüzlülük etkin alanı değiştiğinden %50 dolulukta efektif n yaklaşık %5–10 farklıdır; büyük çaplı borularda önem kazanır.
Birim hatası: Manning formülünde SI birimleri ( $n$ birimi s/m^(1/3), $R$ metre, $S$ m/m) kullanılması zorunludur; eski İngiliz birim sisteminden çevrilmiş n değerleri (farklı katsayı 1,486) doğrudan kullanılamaz.
Eğim ve hidrolik eğim karıştırması: Tekdüze olmayan (non-uniform) akımda kanal taban eğimi $S_0$ ile sürtünme eğimi $S_f$ farklıdır; Manning, sadece tekdüze (uniform) akıma doğrudan uygulanabilir.
Tortu ve bakım etkisinin göz ardı edilmesi: İşletme yılları geçtikçe boru iç yüzeyi pürüzlenir; tasarımda n değerini tablo ortalamasından 10–15 yıl sonrası için %10–20 artırmak ihtiyatlı yaklaşımdır.
Açık kanalda serbest kenar payı (freeboard) unutulması: Tasarım su derinliğine %15–20 (ya da min. 0,15 m) serbest kenar payı eklenmeden inşaat kotları belirlenmemelidir (TS EN 752 Md. 7.3.4).
Doğal dere için tek n değeri kullanmak: Doğal dere akımı taşkın ovası + ana kanal bileşenlerinden oluşur; her bölüm için ayrı n kullanarak bileşik Manning hesabı (Horton/Einstein yöntemi) yapılmalıdır.

Kontrol Kutusu

Kanal/boru malzemesi ve durumu için doğru n aralığı seçildi mi?
Yeni–eski durum değerlendirmesi yapıldı mı? (n tablosunun alt/üst sınırı)
Manning formülünde SI birimleri kullanıldı mı? ( $n$ [s/m^(1/3)], $R$ [m])
Hız sınırı kontrolü yapıldı mı? ( $V_{min}$ çökelme, $V_{max}$ erozyon)
Froude sayısı hesaplandı mı? ( $Fr < 0{,}8$ veya $Fr > 1{,}2$ hedefleniyor mu?)
Serbest kenar payı eklendi mi? (Açık kanallar için ≥ %15 veya 0,15 m)
Kısmi doluluk kontrolü yapıldı mı? ( $Q/Q_f \leq 0{,}85$ )
Tortu ve işletme etkisi n artışı değerlendirildi mi?
Bileşik kesit için bölge ayrımı yapıldı mı? (Taşkın ovasındaki dere için)

Kaynaklar

Chow, V.T. (1959). Open Channel Hydraulics. McGraw-Hill. Tablo 5-4 ve 5-5 (n değer tabloları).
Maidment, D.R. (1993). Handbook of Hydrology. McGraw-Hill. Bölüm 7.
TS EN 752:2017. Drenaj ve Kanalizasyon Sistemleri — Bina Dışı. TSE. Md. 7.3 (kanal hız sınırları, serbest kenar).
ASCE Manual 36. Design and Construction of Sanitary and Storm Sewers. ASCE, 2007.
DSİ. Sulama Kanalları Tasarım Kılavuzu. Devlet Su İşleri, 5. Baskı.
Metcalf & Eddy. Wastewater Engineering, 5. Baskı. McGraw-Hill, 2003. Bölüm 3 (Manning).
French, R.H. (1987). Open Channel Hydraulics. McGraw-Hill.

İlişkili Hesap Araçları

[Manning Açık Kanal Hesap Aracı] — Dikdörtgen, trapez, dairesel kesit için $Q$ , $V$ , $y$ hesabı
[Manning Boru Hesap Aracı] — Kısmi doluluk ve tam dolu boru kapasitesi
[Hidrolik Eğim Hesap Aracı] — Verilen debi ve kesit için $S_f$ bulma

İlgili Hesaplama Araçları

Bu konuyla ilgili ücretsiz mühendislik hesaplama araçlarımızla ön tasarım ve kontrol yapabilirsiniz:

Önemli Mühendislik Uyarısı: Bu içerik yalnızca bilgilendirme amaçlıdır; nihai tasarım, hesap ve uygulama kararları, güncel yönetmelikler ile proje koşulları çerçevesinde yetkili bir inşaat mühendisinin denetiminde alınmalıdır. Sayısal örnekler ve formüller genel mühendislik pratiğini yansıtır; her projenin kendine özgü zemin, yük ve çevre koşulları proje müellifince ayrıca değerlendirilmelidir.

Manning Pürüzlülük Katsayıları (n) Tablosu

Genel Not

6. Kullanım Notu

Sayısal Örnek — Manning Denklemi ile Betonarme Kanal Tasarımı

Problem

Adım 1 — Manning Formülü

Adım 2 — $y$ Çözümü

Adım 3 — Kesit Geometrisi

Adım 4 — Hız ve Debi Kontrolü

Adım 5 — Hız Sınırı ve Froude Sayısı Kontrolü

Sık Yapılan Hatalar

Kontrol Kutusu

Kaynaklar

İlişkili Hesap Araçları

İlgili Hesaplama Araçları