Для вывода уравнения критического состояния потока воспользуемся выражением (3.11)
(3.12)
Выше установлено, что критической глубине соответствует минимальное значение удельной энергии. Поэтому для нахождения критической глубины необходимо найти минимум функции Е = f(h). Для этого найдем первую производную выражения (3.12) и приравняем ее нулю
или, учитывая, что dω/dh=B,
(3.13)
откуда
(3.14)
Уравнение (3.14) называется уравнением критического состояния.
Из уравнения (3.13) следует еще один критерий оценки состояния потока параметр кинетически Пк:
при критическом состоянии потока Пк = 1;
при спокойном состоянии потока Пк < 1;
при бурном состоянии потока Пк > 1.
Уравнение (3.14) удовлетворяется только при значении критической глубины, поэтому из него и можно находить величину hкр.