Критическим уклоном называется уклон дна, при котором нормальная глубина равна критической

При равномерном движении справедлива формула Шези, поэтому, подставив в нее вместо глубины критическую глубину, возможно определить критический уклон т.е.

. (5.3)

Для критического уклона можно предложить и другую зависимость, а именно, учитывая, что при критическом уклоне справедливо уравнение (5.2) и формула Шези, подставим вместо расхода в (5.2) его выражение по формуле Шези. Тогда получим

откуда

(5.4)

Если теперь представить течение при фактическом уклоне меньшем, чем i_кр, то нормальная глубина будет больше, чем h_кр. И наоборот, если фактический уклон дна больше i_кр, то h₀<h_кр.

5.3 Параметр кинетичности и число Фруда.

Знак производной в формуле

,

зависит от величины , называемой параметром кинетичности .

Величина может быть представлена так

,

где - средняя глубина потока.

Для плоских потоков и русел прямоугольного сечения и параметр кинетичности в этом случае называется числом Фруда

. (5.5)

Таким образом, число Фруда является отношением удвоенной удельной кинетической энергии к удельной потенциальной энергии (к глубине) в данном сечении.

С учётом зависимостей и

выражение для числа Фруда приводится к виду

. (5.6)

Эта формула, в частности, показывает, что при спокойном состоянии потока , при критическом состоянии потока , а при бурном состоянии потока . Это же относится и к параметру кинетичности для русел произвольной формы сечения.

Наглядное представление о различии спокойных и бурных потоков дает таблица 5.1, в которой приведены основные величины, характеризующие эти потоки