如何解釋水躍現象？

這有啥研究不明白的，還搞得那麼玄乎。

水躍的形成過程是這樣的：

一列水分子排好隊往前走，最前面的水分子1號越走越慢……

水分子2號：你™倒是趕緊走啊沒吃飯啊磨磨唧唧的？

水分子1號：阻力太大了，有形狀阻力、摩擦阻力等，你跺你也麻。

水分子2號：看你個沒出息的東西，跟著我一起走！

水分子2號：靠，確實阻力好大。

水分子3號：你倆擱這兒墨跡啥呢，趕緊走啊！

水分子2號：你跟誰說話呢？你行你上啊，你推著我倆走啊！

水分子3號：你看不起誰啊，我上就我上！

水分子3號：靠，阻力確實有點大。

……

這就是水躍形成的原因。以上描述做了簡化。實際水流是不能用單個水分子去描述的。

究其本質，開水路水流的守恆量是流量，也就是每秒鐘流過任意截面多少立方米的水。另一個守恆量是能量，不過叫水頭或者揚程，單位是米。揚程包含了流速、水深和河床高度這三個方面的能量，隨著水流的前進只能減少（聲音、摩擦等損耗）不能增加。

相同流量下，水越淺，流速越快，因而揚程（總能量）越高；水流越慢，深度越大，揚程也越高。如果你畫一個圖，橫軸水深縱軸揚程（一般會反過來，但是為了方便理解這樣也行），那麼相同流量的水流就是個對勾函式。左側是薄而快的水流，super-critical；右側是深而慢的水流，sub-critical。

在能量守恆的條件下，左右兩條線可以找到高度相同的一對點。這兩個點雖然水深不同，但是能量相同。換句話說，

這兩個點所代表的狀態是當前水流唯二可以有的狀態

。而水躍就是從左邊這個點搞一通亂七八糟的操作，跳到右邊那個點（實際上這個過程有少許能量損失，右邊的點會低一點）。當水流處在左邊那個點對應的 super-critical 狀態時，外界的阻力、干擾一旦（積累）足夠，就會發生水躍，跳到右邊那個點對應的 sub-critical 的狀態上去。