Distribuição das velocidades nos canais:
A variação da velocidade, nas seções dos canais, vem sendo investigada há muito tempo. Para o estudo da distribuição das velocidades consideram-se duas seções.
Seção transversal:
A resistência oferecida pelas paredes e pelo fundo reduz a velocidade. Na superfície livre a resistência oferecida pela atmosfera e pelos ventos também influencia a velocidade. A velocidade máxima será encontrada na vertical (1) central em um ponto pouco abaixo da superfície livre conforme a figura abaixo.
Seção longitudinal:
Considerando-se a velocidade média em determinada seção como igual a 1 pode-se traçar o diagrama da velocidade com a profundidade.
Relações para a velocidade média:
a) A velocidade média numa vertical geralmente equivale de 80% a 90% da velocidade superficial.
b) A velocidade a seis décimos de profundidade é, geralmente, a que mais se aproxima da velocidade média:
c) Com maior aproximação do que a relação anterior, tem-se:
d) A velocidade média também pode ser obtida partindo-se de:
Movimento de água em condutos abertos:
Métodos de avaliação:
Avaliar uma corrente é medir a quantidade de água que passa por unidade de tempo.
A avaliação das correntes superficiais podem ser feitas por métodos diretos, indiretos ou por cálculo.
- Métodos diretos: mede-se diretamente a quantidade de água, fazendo-se escorrer dentro de um recipiente tarado (volume e superfícies conhecidos). É utilizado somente para vazões não superiores a 20 litros por segundo (0,020 m3/s).
- Métodos indiretos de avaliação: utilizados para vazões superiores a 20 litros por segundo como, por exemplo, orifícios, vertedores, etc.
- Por cálculo: em função da seção molhada e a declividade.
Fórmulas práticas:
Fórmula de Chezy:
As fórmulas estabelecidas para o escoamento em condutos livres baseiam-se na expressão de Chezy, que determina a velocidade de escoamento do fluído dentro do canal:
Onde:
R = raio hidráulico, compreendido pela razão entre a área molhada (A) e o perímetro molhado (P):
I = declividade por metro do fundo do canal (m/m):
C = coeficiente de rugosidade das paredes do canal, depende da natureza e estado das paredes e da forma do canal.
Formula de Manning:
Manning elaborou um expressão para o cálculo do coeficiente C, da seguinte maneira:
Onde:
R – raio hidráulico (m)
n – coeficiente que depende da natureza das paredes do canal.
Então, o valor da velocidade é calculado da seguinte maneira:
OU 
As fórmulas propostas para condutos livres apenas levam a resultados satisfatórios quando a forma dos canais é estável e definida. Por isso, nem sempre elas podem ser aplicadas com segurança, no caso de rios e cursos de água naturais. Existem valores de n para aplicação na equação de Manning em canais naturais.
Para isso, há vários fatores que não são considerados em tais fórmulas. Entre eles fatores pode-se citar: irregularidades do fundo do leito, bancos de areia e depósitos bentais, ou ainda, irregularidades na superfície das águas, desenvolvimentos vegetais, curvas, obstruções e outros.
Determinação da velocidade em condutos livres:
Flutuadores:
Consiste em um objeto flutuante que adquire a velocidade das águas que o circunda.
Podem ser de três tipos:
- a) Simples ou de superfície – são aqueles que ficam na superfície da água e medem a velocidade superficial da corrente. O inconveniente apresentado por este flutuador é o fato de ser muito influenciado pelo vento, pelas correntes secundárias e pelas ondas.
- b) Duplos ou subsuperficiais – constituem-se em pequenos flutuadores de superfície ligados por um cordel a corpos submersos, à profundidade desejada. Nessa condição, mantém-se o corpo submerso a cerca de seis décimos da profundidade do conduto, determina-se a velocidade média.
- c) Bastões flutuantes – são tubos metálicos ocos ou de madeira, tendo na parte inferior um lastro de chumbo, de modo a flutuar em posição próximo da vertical. O comprimento do bastão deve ser no máximo igual a 0,95H.
Francis apresentou a seguinte fórmula para este método:
Onde:
L – comprimento do bastão (m)
Vobs – velocidade observada com o flutuador (m/s)
H – profundidade do conduto (m)
Observação – esta equação é válida para L/H > ¾.
Exemplo de determinação da velocidade em um canal:
Escolhe-se um trecho retilíneo de um curso de água de seção regular. Estende-se duas cordas de lado a lado, distanciadas de 15 a 50 metros. Divide-se transversalmente o curso de água em várias seções. Soltam-se os flutuadores, medindo-se o tempo gasto no percurso. Sempre que um flutuador se desvia do seu curso, abandona-se a leitura e repete-se o lançamento. As seções do leito do curso de água é determinada por meio de medidas com régua graduada ou por meio de sondagens.
Molinetes:
Os molinetes são aparelhos constituídos de palhetas, hélices ou conchas móveis, as quais, impulsionadas pelo líquido, fornecem o número de rotações proporcional à velocidade da corrente. São de dois tipos:
a) de eixo horizontal
b) de eixo vertical
Ambos se baseiam na proporcionalidade que se verifica entre a velocidade de rotação do aparelho e a velocidade da corrente.
Cada volta, ou cada determinado número de voltas, estabelece-se um contato elétrico e o aparelho emite um som.
Este dispositivo permite conhecer o número de revoluções do eixo durante um determinado intervalo de tempo, ou seja, a velocidade de rotação.
A velocidade da corrente é dada em função do número de voltas por segundo e de coeficientes particulares para cada aparelho.
A determinação destes coeficientes é feita, experimentalmente, mediante a operação denominada taragem ou aferição.