在明渠流中，因为自由水面的位置可以随着流况不同，而在水流方向有高程的变化，水面高程变化率称为水面坡降Sw，亦即： 式中，Z为水面高程；y为水深；Z0为底床高程；x为沿水平方向之座标（如图）；S0为底床坡降。上式中之dy/dx项可以根据水面线的微分方程式写成： 式中，Sf为能量坡降；F为福禄得数。将上两式的S0消去后，可以得到： 由上两式可以看到，如果水流接近于均匀流（即(dy/dx)→0），则Sw→Sf→S0。另外，水流有能量损失使得能量坡降Sf0，而且F2(dy/dx)项之大小则依流况而定，因此水面坡降可以大于0，亦可以小于0。