我们把显露于大气中的具有自由水面的水流称为明渠流，如天然河道、人工渠道、无压隧洞中的水流等。

明渠断面形状和大小保持不变的长直渠道称为棱柱形渠道，断面形状和大小沿程变化的渠道称为非棱柱形渠道。

明渠的流量、断面形式、坡度、糙率等的变化，都会引起自由水面的变化，水深和流速也相应变化。在顺直棱柱形长渠道中可形成渠中水深、流速沿程不变的均匀流，均匀流水力计算是非均匀流水力计算的基础。(www.daowen.com)

明渠流水力计算中，自由水面的计算是工程中需解决的一个重要问题，如确定引水或排水渠道的合理断面尺寸和流速大小、拦河筑坝后估算水库淹没范围等，都归结为明渠流水面曲线问题。明渠恒定非均匀渐变流水深h沿流程s的变化，可通过求解伯努利方程和连续性方程解决，而非棱柱形渠道的水面曲线可用差分法解决。对实际工程中洪水波的演进等明渠非恒定流，其基本特征是流量Q和水位Z等都是时间t和位置s的函数，即非恒定流的变量Q=Q（s，t）和Z=Z（s，t），联解符合初始条件和边界条件的明渠非恒定渐变流的圣维南方程组即可求解。

水利工程中，在堰闸下游、陡坡渠道的尾端、桥涵出口、跌水处等水流的流速很大，会冲刷河床，危及建筑物的安全。当水流从急流过渡到缓流状态时，将产生水面突然跃起的局部急变流“水跃”现象。工程中为了把引起冲刷的水流能量在较短的区域内消除，设计有各种消能的措施，如增加渠底粗糙度的人工粗糙和利用水跃消能而建的消力池等。