При разработке проектной документации на мелиоративные и деривационные каналы малых ГЭС, при проектировании руслорегулирующих сооружений на реках, а также в ряде других случаев необходимо определить геометрию свободной поверхности воды. Если ниже по течению располагается грунтовая или бетонная плотина, водозабор или берегозащитные сооружения (берегоукрепления, защитные дамбы), то поток воды испытывает подпор. В этом случае имеет место задача о неравномерном движении воды, т.к. характер поперечного сечения водотока изменяется вдоль водотока от створа к створу.

Расчеты положения поверхности воды в реке при неравномерном движении воды основаны на решении дифференциального уравнения dh/dS, характеризующего изменение глубин h и поперечного сечения потока S. В частности, в приводимом далее расчете решена задача определения расстояния между двумя сечениями водотока при заданных начальной и конечной глубинах. Расчет выполнен по методу Скибы М. М. для водотока с горизонтальным дном (уклон i равен нулю).

 

Схема расчета расстояния между двумя глубинами