在流體力學和水力學中，明渠流是一種在具有自由表面（稱為通道）的管道內的液體流動。 管道內的另一種流動是管道流動。 這兩種類型的流動在許多方面相似，但在一個重要方面有所不同：明渠流動具有自由表面，而管道流動則沒有。

明渠流根據水流深度隨時間和空間的變化可以有多種分類和描述。

明渠水力學中處理的基本流動類型是：

• 以時間為準
  • 穩定流動
    • 水流深度不會隨時間變化，或者可以假設在所考慮的時間間隔內它是恒定的。
  • 不穩定流
    • 流動的深度確實會隨著時間而改變。
• 以空間為準
  • 統一流
    • 水流深度在渠道的每個部分都是相同的。 均勻流可以是穩定的或不穩定的，這取決于深度是否隨時間變化（盡管不穩定的均勻流很少見）。
  • 可變流量
    • 水流深度沿通道長度變化。 從技術上講，變化的流量可能是穩定的，也可能是不穩定的。 變化的流量可以進一步分為快速變化的或逐漸變化的：
      • 快速變化的流量
        • 深度在相對較短的距離內突然變化。 快速變化的流量被稱為局部現象。 例如液壓跳躍和液壓下降。
      • 漸變流
        • 深度隨長距離變化。
  • 持續流動
    • 在所考慮的通道的整個范圍內，流量是恒定的。這通常是穩定流量的情況。這種流動被認為是連續的，因此可以使用連續穩態流動的連續性方程來描述。
  • 空間變化流
    • 穩定流的排放沿著通道是不均勻的。當水沿著流動過程進入和離開通道時，就會發生這種情況。進入通道的流量示例是路邊排水溝。離開渠道的流量示例是灌溉渠道。這種流動可以用連續非定常流動的連續性方程來描述，需要考慮時間效應，并包括一個時間元素作為變量。

明渠水流的行為受相對于水流慣性力的粘性和重力的影響。 表面張力的貢獻很小，但在大多數情況下所起的作用不足以成為決定因素。 由于存在自由表面，重力通常是明渠水流最重要的驅動因素； 因此，慣性力與重力之比是最重要的無量綱參數。 該參數稱為弗勞德數，定義為： Fr = U g D {\displaystyle {\text{Fr}}={U \over {\sqrt {gD}}}} 其中 U { \displaystyle U} 是平均速度，D {\displaystyle D} 是通道深度的特征長度尺度，g {\displaystyle g} 是重力加速度。 根據由雷諾數表示的粘度相對于慣性的影響，流動可以是層流、湍流或過渡流。 然而，假設雷諾數足夠大以至于可以忽略粘性力通常是可以接受的。

可以制定方程來描述在明渠流中有用的量的三個守恒定律：質量、動量和能量。 控制方程是通過考慮流速矢量場的動力學得到的 \begin{pmatrix}u&v&w\end{pmatrix}}{T}} 。 在笛卡爾坐標系中，這些分量分別對應于 x、y 和 z 軸上的流速。

為了簡化方程的最終形式，可以做幾個假設：

• 流動是不可壓縮的（對于快速變化的流動來說這不是一個好的假設）
• 雷諾數足夠大，可以忽略粘性擴散
• 流在 x 軸上是一維的