明渠是一種具有自由表面（表面上各點(diǎn)受大氣壓強(qiáng)的作用）水流的渠道。根據(jù)它的形成可分為天然明渠和人工明渠。前者如天然河道；后者如人工輸水渠道、運(yùn)河及未充滿(mǎn)水流的管道等。

明渠流動(dòng)是水流的部分周界與大氣接觸具有自由表面的流動(dòng)。由于自由表面上相對(duì)壓強(qiáng)為零，又稱(chēng)為無(wú)壓流動(dòng)。

一．特性

明渠的特性有三點(diǎn)：水面一定與大氣接觸；且水位及流量跟隨橫斷面的變化而變化；后就是水流方向由重力決定，由高向低的方向流動(dòng)。

根據(jù)這個(gè)特性我們可以知道除了平時(shí)的河道和人工運(yùn)河外，由于排水管道的水流并未充滿(mǎn)管道，所以這些都屬于明渠。

二．明渠分類(lèi)

按照運(yùn)動(dòng)要素是否隨時(shí)間變化，明渠可分為明渠恒定流和明渠非恒定流。

按照運(yùn)動(dòng)要素是否隨流程變化，明渠可分為明渠均勻流和明渠非均勻流。

按照變化的緩急程度，明渠可分為明渠急變流和明渠漸（緩）變流。

以上三個(gè)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可以任意搭配，比如：明渠非恒定非均勻漸變流。

注意：不存在明渠非恒定均勻流。（當(dāng)然也就不存在明渠非恒定均勻漸變流和急變流），原因是：水面有波動(dòng)，不可能產(chǎn)生明渠非恒定均勻流。

三．流量測(cè)量

1.建筑物測(cè)流法

(1)堰槽法

堰槽法是一種比較傳統(tǒng)的量水設(shè)備，主要有薄壁堰、寬頂堰、梯形剖面堰、三角剖面堰、平坦型堰、長(zhǎng)喉道槽、短喉道槽包括巴歇爾槽和孫奈利槽以及無(wú)喉道槽等。

堰槽法的基本原理是讓水流通過(guò)束縮的過(guò)水?dāng)嗝娌⒖刂扑?，利用水流通過(guò)過(guò)水?dāng)嗝妾M窄的部分時(shí)出現(xiàn)的穩(wěn)定的水位流量關(guān)系來(lái)計(jì)算流量，因?yàn)樵谶@種情況下，水流會(huì)形成緩流到急流的過(guò)渡即臨界流，從而在槽前構(gòu)成穩(wěn)定的水位流量關(guān)系。

(2)水位流量關(guān)系法

在一些天然河流斷面上，經(jīng)實(shí)測(cè)證明具有穩(wěn)定的水位流量關(guān)系。一些閘門(mén)、涵洞的上游水位和流量關(guān)系也很穩(wěn)定，就可以直接用測(cè)量  水位的方法測(cè)量流量。水位流量關(guān)系法可分為液位流速演算式法、噴嘴流量計(jì)法。

液位流速演算式法：利用非滿(mǎn)管或明渠自由表面自然流下液體的液水位和平均流速間的函數(shù)式，測(cè)量流動(dòng)的管渠水位以求取流量的一種方法。

噴嘴流量計(jì)法：一種開(kāi)式噴嘴裝于非滿(mǎn)管排放口，測(cè)量噴嘴上游水位求取流量。一種開(kāi)式噴嘴裝在圓形暗渠排放口，下游液位必須低于噴嘴高程，形成自由排放。

水位流量關(guān)系式法的明顯優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低，阻力損失小且不易形成沉積物，而明顯的缺點(diǎn)是測(cè)量精度低，且其精度受糙率的影響較大，在糙率變化較大的區(qū)域，其測(cè)量精度會(huì)進(jìn)一步降低。

2.流速面積法

流速面積法的原理就是測(cè)出過(guò)流斷面某些局部（點(diǎn)、線或小面積）流速，用這些流速來(lái)計(jì)算過(guò)水?dāng)嗝娴钠骄魉?，再測(cè)量水位求得過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，后用過(guò)水?dāng)嗝娴钠骄魉俪艘赃^(guò)水?dāng)嗝婷娣e求取流量。

按照流速測(cè)量方法的不同流速面積法主要可分為流速儀法（旋漿或旋環(huán)流速計(jì)+水位計(jì)）、電磁感應(yīng)法（電磁流速計(jì)+水位計(jì)）、超聲波測(cè)流法（超聲流速計(jì)+水位計(jì)）。其它還有稀釋法、漂浮物法、動(dòng)船法等。

(1)流速儀法

該方法通常使用旋漿流速儀和旋杯流速儀測(cè)定過(guò)水?dāng)嗝嫔夏硯讉€(gè)點(diǎn)的流速，再根據(jù)斷面流速分布公式計(jì)算其斷面平均流速及流量。在測(cè)量流速時(shí)，要使流速儀在水中保持水平狀態(tài)，并且使它的長(zhǎng)軸線平行水流方向，在局部渦流的影響下，在流速儀扭轉(zhuǎn)不大的情況下都可以使用該方法。該方法被認(rèn)為是準(zhǔn)確的明渠流量測(cè)量方法，一直被認(rèn)為是明渠流量信息的準(zhǔn)確來(lái)源。其流速測(cè)量方法主要有一點(diǎn)法、兩點(diǎn)法、三點(diǎn)法、五點(diǎn)法、六點(diǎn)法、十一點(diǎn)法等。

(2)電磁感應(yīng)法

該方法先將一個(gè)線圈橫埋在河床或橋底部，構(gòu)成一個(gè)過(guò)水的磁場(chǎng)。按法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)水流穿過(guò)一個(gè)垂直磁場(chǎng)，電磁感應(yīng)在河流兩岸之間形成小電勢(shì)。所產(chǎn)生的電勢(shì)與河寬、磁場(chǎng)和斷面平均流速成正比。通過(guò)平均流速和過(guò)水?dāng)嗝婷娣e的乘積得到流量。

(3)超聲波測(cè)流法

該方法是在河的兩岸用換能器同時(shí)朝著兩個(gè)方向發(fā)射穿透水體的脈沖信號(hào)測(cè)量聲波在水中的傳播速度，或是將兩個(gè)換能器安裝在同一河岸，在另一河岸設(shè)置反射器或轉(zhuǎn)換器。換能器的安裝位置應(yīng)使發(fā)出的脈沖在一個(gè)方向是逆水傳播，在另一個(gè)方向是順?biāo)畟鞑?。這兩個(gè)超聲波速度之間的差值與該換能器所在高程上水流的速度有關(guān)。該速度又可同整個(gè)斷面的平均流速建立關(guān)系，以此推求流量。

流速面積法有很多優(yōu)點(diǎn)，由于其測(cè)量的量不僅有水位還有流速，所以在水流不穩(wěn)定的情況下，其測(cè)量的精度較建筑物測(cè)流法要高，如果過(guò)水?dāng)嗝娴牧魉俜植脊窖芯康膲虺墒?，其精度夠高，在流體一定的情況下，如果流量和過(guò)水?dāng)嗝娴牟诼室惨欢ǎ敲次覀兙涂梢缘贸稣麄€(gè)過(guò)水?dāng)嗝娴乃患傲魉俜植肌７粗?，如果再加上流速測(cè)量也有相當(dāng)精度的話，我們就可以用所測(cè)得的流速及水位來(lái)反演糙率及流量，用這種方式算得的流量考慮到了糙率的影響，在糙率變化的情況下，其精度就要高于建筑物測(cè)流法。

3.其他方法

(1)比降面積法

該方法是選定測(cè)驗(yàn)渠段，確定其平均過(guò)水?dāng)嗝娴拿娣e，測(cè)定該渠段的水面比降，然后通過(guò)采用己知的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定平均流速。所采用的經(jīng)驗(yàn)公式表達(dá)了流速與水力半徑、經(jīng)過(guò)水流動(dòng)能改正的水面比降以及河床和河床質(zhì)特性的關(guān)系。平均流速與平均過(guò)水?dāng)嗝娉朔e即是流量。

雖然比降面積法沒(méi)有流速—面積法直接測(cè)量渠道流量，但是當(dāng)流速—面積法不可能應(yīng)用時(shí)的某些特殊情況下，此方法是可行的。用于在穩(wěn)定邊界和河床質(zhì)較粗的河流，以及對(duì)有限的溢流漫灘或斷面不均勻的沖積層河流，應(yīng)用該方法可具有一定的精度。特別是遇到特大洪水流量時(shí)不可能應(yīng)用別的測(cè)驗(yàn)方法，為了確定水位流量關(guān)系曲線，比降面積法是可采用的方法。

(2)容積法

這種方法適用于因水流而引起的水位及蓄水量的變化情況。在己知時(shí)段間隔的兩個(gè)不同時(shí)刻，對(duì)蓄水體的水位和水面面積進(jìn)行施測(cè)。用蓄水增量或者泄量除以己知的時(shí)段可求出平均流量。

相對(duì)來(lái)講，以上兩種方法均較粗略，不適用于明渠流量的準(zhǔn)確測(cè)量。