بخش قابل توجهی از وسعت ایران را مناطق خشک و نیمه خشک فرا گرفته است. میانگین بارندگی کشور حدود 250 میلیمتر در سال برآورد شده است که کمتر از یک سوم میانگین جهانی می باشد. همچنین این میزان بارندگی به طور یکنواخت در کشور توزیع نشده است و برخی از شهرهای ایران بارش بسیار پایینی دارند. محدودیت های منابع آب ایران سبب شده است که نیاکان ما با ابداع قنات آبهای زیر زمینی را به مناطق مورد نظر خود انتقال دهند. انتقال آب توسط لوله ها و کانال های باز از راهکارهای اساسی برای تامین آب مناطق کم آب می باشد و طرحهای بزرگ در این زمینه تا کنون در نقاط مختلف جهان انجام شده است. هنگامی که شیب طبیعی زمین به اندازه کافی باشد حجم قابل توجهی از آب را با نیروی ثقل به راحتی با حفر کانال می توان به مناطق پایین دست منتقل کرد. بررسی رفتار جریان در کانال های باز برای طراحی اقتصادی و ایمن در این گونه کانال ها از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. سطح آزاد شکل گرفته در این گونه جریان ها باعث می شود در اثر عوامل گوناگون مانند تغییر شیب، وجود موانع مختلف، تغییر مقطع و غیره عمق جریان در طول کانال های روباز متفاوت باشد. پیش بینی تغییرات عمق و ویژگیهای گوناگون جریان در طرحهای بزرگ آبرسانی از الزامات اساسی می باشد. پیش بینی رفتار جریان با حل معادلات سه گانه بقای جرم، مومنتوم و انرژی امکان پذیر می باشد. حل این معادلات در حالت کلی بسیار دشوار می باشد ولی با فرضیات ساده کننده به ویژه برای جریان در کانال های مصنوعی می توان با دقت قابل قبول تغییر ویژگیهای جریان از جمله عمق و سرعت را در طول کانال پیش بینی نمود. به طور کلی جریان سیال را در دو حالت جریان های دائمی و غیر دائمی می توان طبقه بندی نمود. در جریان های دائمی مشخصات جریان از جمله عمق و سرعت در طول زمان بدون تغییر خواهد بود و تنها تغییرات مکانی ویژگیهای جریان در طول کانال مد نظر خواهد بود. در مقابل در جریانهای غیر دائمی مشخصات جریان در طول زمان نیز دارای تغییرات وسیعی خواهد بود که تحلیل چنین جریان هایی دشوارتر خواهد بود. در سطوح کارشناسی رشته های مرتبط با مهندسی آب معمولا جریان های دائمی مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرند و به جریان های غیر دائمی در سطوح بالاتر به طور تخصصی پرداخته می شود. از این رو با توجه به این که کتاب حاضر برای تدریس در دوره کارشناسی تهیه شده است تنها جریان های دائمی مورد نظر قرار گرفته است. البته مطالب ارائه شده در سطحی است که برای دانشجویان دوره ارشد نیز قابل استفاده می باشد. کتاب حاضر در پنج فصل جداگانه تهیه شده است. در فصل اول تلاش شده است تا جایی که ممکن است مفاهیم پایه ای جریان در کانالهای باز به سادگی بیان شود. به ویژه تلاش شده است تا مخاطبین تفاوت جریان در کانالهای باز و مجاری تحت فشار را درک کند. همچنین قوانین حاکم بر جریان سیالات به گونه ای بیان شده است تا دانشجویان بدون وارد شدن به مباحث دشوار ریاضی درک درستی از این قوانین پیدا کنند و نحوه استفاده از آنها را بیاموزند. در فصل دوم تغییر عمق جریان در مواجه با تغییر مقطع و ارتفاع بستر با استفاده از قانون بقای انرژی بررسی می شود. در این فصل علت رفتار متفاوت جریان زیر بحرانی و فوق بحرانی در مواجه با تغییرات گوناگون با بررسی معادلات حاکم تشریح می شود. همچنین نحوه استفاده از نرم افزار برای حل معادلات غیر خطی به دست آمده ارائه شده است. محاسبه عمق بحرانی از اهمیت خاصی در تحلیل جریان در کانالهای باز دارد. در فصل دوم معادلات صریح برای محاسبه عمق بحرانی برای انواع کانالها ارائه شده است. در فصل سوم قانون بقای مومنتوم و نحوه استفاده از آن به همراه مساله های متنوع تشریح شده است. در این فصل همچنین پدیده پرش هیدرولیکی با استفاده از قانون بقای مومنتوم مورد بررسی قرار می گیرد. در فصل چهارم به مفهوم جریان نرمال و محاسبه عمق نرمال پرداخته می شود. همچنین معادلات صریح برای محاسبه عمق نرمال برای مقاطع گوناگون ارائه شده است که محاسبات جریانهای نرمال را ساده تر خواهد کرد. در فصل پنجم جریانهای متغیر تدریجی و نیمرخ های سطح آزاد شکل گرفته مرتبط با آن مورد بررسی قرار می گیرد. حل معادله دیفرانسیلی جریانهای متغیر تدریجی با روشهای عددی برای پیش بینی عمق جریان در مواجه با تغییرات گوناگون در این فصل به تفصیل مورد نظر قرار گرفته است و این محاسبات با استفاده از نرم افزار اکسل و ابزارهای پیشرفته آن مانند ماکرو ها به شکل ساده تری انجام شده است. همچنین محاسبات مسائل پیچیده ارتباط دو دریاچه و جریان متغیر مکانی به سادگی با برنامه نویسی در محیط ماکروهای اکسل در این فصل انجام شده است.
