On trouve des écoulements à surface libre aussi bien dans la nature que dans des ouvrages artificiels. Dans la nature, on observe des courants calmes dans les grands fleuves près de leurs estuaires : par exemple, le Nil entre Alexandrie et le Caire, ou la rivière Brisbane à Brisbane. Les eaux tumultueuses se rencontrent dans les rivières de montagne, les rapides et les torrents. Parmi les exemples classiques, citons les cataractes du Nil, les rapides du Zambèze en Afrique et les chutes du Rhin.
Rivière Wisconsin et bancs de sable en août 1966 – vue en amont.
Les canaux à ciel ouvert artificiels peuvent servir de canaux d'adduction d'eau pour l'irrigation, l'alimentation électrique et l'eau potable, de canaux de convoyage dans les stations d'épuration, de voies d'écoulement des eaux pluviales, de fontaines publiques, de ponceaux sous les routes et les voies ferrées.
Les écoulements à surface libre s'observent aussi bien à petite qu'à grande échelle. Par exemple, la profondeur d'écoulement peut varier de quelques centimètres dans les stations d'épuration à plus de 10 m dans les grands fleuves. La vitesse moyenne d'écoulement peut aller de moins de 0,01 m/s en eaux calmes à plus de 50 m/s dans les déversoirs à grande chute. Le débit total peut varier de Q ~ 0,001 l/s dans les usines chimiques à Q > 10 000 m³/s dans les grands fleuves ou les déversoirs. Dans chaque situation d'écoulement, la position de la surface libre est cependant inconnue a priori et est déterminée par application des principes de continuité et de quantité de mouvement.
Dans le contexte actuel de développement rapide des sciences et des technologies, et d'itération de mise à jour des produits, les produits hydrologiques mesurant le débit des canaux ouverts sont de plus en plus intelligents et précis, comme suit :
Date de publication : 29 septembre 2024