在明渠流中，由于各种影响水流阻抗因素之变化，使其流速及水深在水流方向逐渐变化，以致其能量坡降并不等于渠底坡度，将此种关系以方程式表示之，即为渐变流方程式： 上式中，V为断面平均流速；g为重力加速度；y为断面上之水深；z为断面上之底床高程；Sf为能量水头坡降；x为沿水流方向之距离座标；V2/2g为流速水头。若将流速V以q/y代替（此处q为单位渠宽之流量），则上式于微分后可改写成 式中，S0＝－dz/dx为底床坡度；F＝V/√gy为福禄数。上式可用于计算水面线，故亦称水面线方程式。计算水面线方法有积分法、标准步推法（参见standard step method）及直接步推法（参见direct step method）等。