曼宁公式流量计算器：明渠与管道的流量和流速

使用方法

选择“渠道形状”，然后对梯形输入“底宽 b（m）”和“边坡系数 z（每1 m 垂直高度的水平距离）”，或对圆形管道输入“管道直径 D（m）”。
输入“水深 y（m）”“底坡 S（m/m）”和“糙率系数 n”。
读取“流量 Q（m³/s）”和“平均流速 V（m/s）”。
打开“逐步计算过程”，查看所用的过水面积、湿周和水力半径。

曼宁公式

曼宁公式根据水力半径 R、底坡 S 和糙率 n，给出明渠中稳定流动的平均流速。流量等于过水面积乘以该流速。在国际单位制中，1/n 前的常数为1.0；英制公式使用1.486和英尺，得出的结果相同。

V = (1 ÷ n) × R^(2/3) × S^(1/2)
Q = A × V
R = A ÷ P

V  平均流速，m/s
n  糙率系数
R  水力半径，m
S  底坡，m/m
Q  流量，m³/s
A  过水面积，m²
P  湿周，m

三种形状的几何关系

φ 为圆形管道中过水部分所对的圆心角，单位为弧度。满管时 φ 为2π，水力半径为 D ÷ 4。

形状	过水面积 A	湿周 P
矩形	b × y	b + 2 × y
梯形	(b + z × y) × y	b + 2 × y × √(1 + z²)
圆形（非满流）	D² ÷ 8 × (φ − sin φ)	D × φ ÷ 2，其中 φ = 2 × arccos(1 − 2 × y ÷ D)

糙率系数的取值

糙率系数 n 取决于渠底或衬砌。USGS 水资源报告第2339号给出了稳定渠道的基本取值，而 McGraw-Hill 关于非满流管道的章节，在其例题中对砖砌渠道取 n = 0.015。

渠底或衬砌	n
混凝土，稳定的直线渠道（USGS）	0.012至0.018
砖砌渠道（教材例题）	0.015

本计算器未包括的内容

断面不规则的天然河道、植被和漫滩。USGS 的指南说明了如何为它们选择 n，但本计算器不包括这一步。
非均匀流，例如堰后的回水，或沿渠道水深的变化。
按设计流量确定渠道尺寸，包括超高和冲刷限值。

计算示例：梯形渠道，底宽2 m，边坡系数1.5，水深1.2 m

底宽 b 为2 m，边坡系数 z 为1.5，水深 y 为1.2 m 时，过水面积为 A = (2 + 1.5 × 1.2) × 1.2 = 4.56 m²。湿周为 P = 2 + 2 × 1.2 × √(1 + 1.5²) = 6.327 m，因此水力半径为 R = 4.56 ÷ 6.327 = 0.72076 m。

糙率 n 为0.015，底坡 S 为0.001时，流速为 V = (1 ÷ 0.015) × 0.72076^(2/3) × √0.001 = 1.695 m/s，流量为 Q = 4.56 × 1.695 = 7.728 m³/s。

项目	数值
过水面积 A	4.560 m²
湿周 P	6.327 m
水力半径 R	0.721 m
平均流速 V	1.695 m/s
流量 Q	7.728 m³/s

常见问题

曼宁公式的 SI 形式中为什么有1.0？

它是英制公式的单位换算。英制公式中的1.486配合英尺和秒使用；换算为米和秒后，它变为1.0，因为 1.486 × 0.3048^(1/3) 等于1.000。McGraw-Hill 的章节把 SI 形式写为1.0除以 n。

混凝土应使用多大的糙率 n？

USGS 水资源报告第2339号给出稳定的直线混凝土渠道的 n 为0.012至0.018。请根据您渠道的状况在此范围内选取，并对照项目主管机构的设计规范核对该数值。

圆形管道中的水深为什么必须小于其直径？

水面不能高于管道内壁。水深等于直径即为满管，计算器接受这一数值，而大于直径的水深会被拒绝。

什么是水力半径？

水力半径是过水面积除以湿周，即 R = A ÷ P。面积相对于湿周较大的渠道，水力半径也较大，曼宁公式给出的流速也较高。

为什么非满流管道在完全充满之前输送的水更多？

摩擦随湿周增大而增加，而过水面积在管道充满之前持续增大。McGraw-Hill 关于非满流管道的章节指出，最大流速和流量出现在管道完全充满之前。

我的数字会被发送到服务器吗？

不会。计算在您的浏览器中完成，您输入的内容不会被保存，也不会发送给我们，更不会用于其他用途。

资料来源

数据和文字最近核对于2026年11月12日星期四。

结果

逐步计算过程