Поперечний переріз русла визначає його пропускну здатність і впливає на розподіл швидкостей ухилів напрямку течії та інші гідравлічні елементи потоку.
Поперечним перерізом русла називається площина, перпендикулярна до напрямку Течії потоку і обмежена знизу дном, з боків укосами русла, а зверху лінією горизонту води. При наявності крижаного покриву за верхню межу площі поперечного перерізу приймається лінія рівня води в лунках.
Слід розрізняти (рис. 10):
1) площа поперечного перерізу русла річки до максимального рівня;
2) площа поперечного перерізу в момент виробництва проміру;
3) площа водного перерізу;
4) площа живого перетину;
5) площа мертвих просторів.
У площа поперечного перерізу можуть входити як складові частини площа водного перерізу і площа нерухомого зануреного льоду (поверхневого, шуги і внутрішньоводного).
Під площею водного перерізу при наявності крижаного покриву мається на увазі повна площа поперечного перерізу за винятком площі зануреного нерухомого льоду (поверхневого, шуги і внутрішньоводного). При відсутності крижаного покриву поняття "площа водного перерізу" з поняттям "площа поперечного перерізу"
Під площею живого перерізу мається на увазі частина площі водного перерізу, в якій швидкості течії більше нуля або практично дорівнюють нулю, або менше межі чутливості приладу. Водне перетин потоку змінюється зі зміною рівня води.
Кожному рівню води в річці відповідає своє водне розтин. При обчисленні витрат води, швидкостей течії і інших гідравлічних елементів потоку основні характеристики живого перетину необхідно висловити у вигляді деяких чисел, т. Е. В кількісної формі. Ці числа називаються морфометричними елементами живого перетину. Основними морфометричними елементами живого перетину є наступні.
1. Площа живого перетину, яка визначається на підстави вимірювань глибин. Порядок і техніка цих вимірювань викладаються в курсі гідрометрії. Побудувати за даними вимірів профіль по поперечного перерізу русла, можна безпосередніми підрахунками або планіметрірованія визначити площі живого перетину для різних рівнів і по ним побудувати криву залежності площ від рівнів h.
Початок цієї кривої знаходиться на висоті найнижчою точки профілю; на висоті ж переходу від корінного русла до заплави ця крива має перегин і стає більш пологою.
2. Ширина живого перетину. зміна якої також може бути представлено у вигляді кривої в залежності від висот рівня
3. Змочений периметр Р-довжина підводного контуру живого перетину, т. Е. Довжина лінії по заповненим водою укосів берегів і дна.
4. Середня глибина входить в формулу для обчислення середньої швидкості і отримується як частка від ділення площі живого перетину на ширину потоку по лінії рівня води,
5. Іноді для характеристики живого перетину обчислюють так званий гідравлічний радіус. подає собою частка від ділення площі живого перетину на довжину самочинного периметра
Гідравлічний радіус, що дає уявлення про розмір площі живого перетину, що припадає на одиницю довжини його параметр а, є величиною, що характеризує опір, яке відчувається рухається рідиною за рахунок тертя об ложе. Оскільки фактичні втрати енергії в потоці складаються з втрат на тертя об ложе і втрат за рахунок турбулентного перемішування, остільки і гідравлічний радіус лише наближено характеризує ці втрати.
Зазвичай для річок різниця між змоченим периметром і шириною річки вельми незначна. Внаслідок цього часто, особливо для рівнинних річок, можна замінювати змочений периметр шириною річки. Звідси випливає, що в цих умовах цілком віз можна гідравлічний радіус замінювати середньою глибиною. Звичайно, для гірських потоків, що протікають між нагромадженнями каменів, така заміна менш правомірна, ніж для рівнинних річок. Чим більше плавно обрис поперечного перерізу русла, тим краще середня глибина відображає умови протікання потоку через нього. При наявності різких зламів в поперечному перерізі, наприклад при виході води з корінного русла і затопленні заплави, середні глибини, обчислені окремо для основного русла і для заплави, краще характеризують потік, ніж середня глибина для всієї річки.
6. Важливою характеристикою поперечного перерізу русла є його форма. Правильне параболічне обрис поперечного перерізу створює умови для упорядкованого рівномірного руху води в руслі. Наявність в межах поперечного перерізу різких поглиблень дна або виступів створює застійні зони, вири, зворотні течії та ін.
В умовах такого неупорядкованого течії різко порушуються співвідношення між ухилами водної поверхні, глибинами і швидкостями течії. Внаслідок цього такі поперечні перерізи непридатні для організації гідрометричних вимірювань.
Форма русла в багатьох випадках може бути охарактеризована параболічної залежністю між шириною русла В і найбільшою глибиною потоку Н
де B потоку при Н = 1; m- показник ступеня, що характеризує крутість підйому стінок русла і мінливий від m = 0 (прямокутне русло) до m = 1 (трикутне русло)
Для прийнятої схематизації русла за рівнянням (1) площа живого перерізу дорівнює
Середня глибина а для широких русел і гідравлічний радіус R визначаються виразом
7. Живе перетин, крім розмірів і форми, має бути охарактеризоване також і з точки зору оцінки опору, що чиниться їм протікає воді. Чим більше характер русла відхиляється від гладкого, тим швидкість менше за інших рівних умов. Зі збільшенням глибин потоку нерівності поверхні русла, що визначають його шорсткість, повинні надавати менший вплив на середню швидкість. Тому розрізняють шорсткості абсолютну і відносну
Абсолютна шорсткість являє собою середню висоту піднесення нерівностей поверхні русла над середньої плавною кривою дна.
Ставлення абсолютної шорсткості до середньої глибині потоку тобто / Називається відносної шорсткість. Таким чином, відносна шорсткість з підвищенням рівня води зменшується.
Для поверхні утвореної однорідними піщаними частками, висота виступів шорсткості звичайно приймається рівної 2/3 їх діаметра.
Якщо русло утворене неоднорідними, в сенсі розмірів, частками, то опір, який чиниться в цьому випадку донними частками руху води, визначається в основному розмірами найбільш великих часток. Тому при одному і тому ж середньому діаметрі частинок розрахункове значення буде тим більше, чим різноманітніше склад грунту. За дослідам, проведеним в лотках для умов неоднорідне піску, ставлення до середнього діаметру частинок становила від 0,85 до 1,65. Для суміші піщаних і гравелистих річкових відкладень вказане відношення становить близько 2,0.
Іноді для вираження глибини потоку в безрозмірною формі використовують вираз h /. зване відносної гладкістю русла.