Ein hydraulischer Sprung ist ein Vorfall, bei dem sich schnell bewegende Flüssigkeit plötzlich in die Luft springt. Dies geschieht beim Übergang von schneller zu langsamer flüssiger Bewegung. Technisch gesehen ändert sich die Wasserbewegung von überkritisch zu unterkritisch, dh wenn etwas mit einer hohen kritischen Masse auf eine niedrigere kritische Masse trifft. Ein hydraulischer Sprung tritt häufig auf, wenn sich stromabwärts etwas befindet, das den Wasserfluss verhindert.
Hydraulische Sprünge finden sich häufig in Gewässern mit offener Kanalströmung. Dies ist ein Zustand, bei dem die Flüssigkeit durch eine Leitung mit ausreichend offener Luft fließt, damit die Schwerkraft auf den Wasserstrom einwirken kann. Sprünge findet man in der Regel nicht in Rohrströmungen oder eingeengten Wasserströmungsbereichen, da nicht genügend Freiluft vorhanden ist, um die Bedingungen dafür zu schaffen.
Ein hydraulischer Sprung kann entweder in Bewegung oder stehend erfolgen. Die Bewegungsvariante findet sich typischerweise in schnell fließenden Gewässern wie Flüssen. Stehende hydraulische Sprünge sind in stillem oder fast stillem Wasser üblich, beispielsweise in Seen. Wenn es sich bewegt, wird es einfach als hydraulischer Sprung bezeichnet, während die stehende Version als hydraulischer Sprung im Übergang bezeichnet wird.
Bei einem hydraulischen Sprung ändert sich die Wassertiefe schnell. Um diese Veränderung auszugleichen, werden die Turbulenzen im Wasser zunehmen. Es ist im Wesentlichen ein plötzlicher Anstieg der Energie, gefolgt von einem dramatischen Abfall.
Gleichungen können verwendet werden, um einen hydraulischen Sprung vorherzusagen. Diese können in Situationen nützlich sein, in denen ein Sprung erwünscht ist. Zum Beispiel kann ein Ingenieur einen Sprung verwenden, um den Druck an einem Übergangspunkt für Wasser zu verringern und so Schäden an Becken und anderen Strukturen zu reduzieren, die verwendet werden, um die Wasserbewegung zu leiten.
Es gibt auch Bedingungen, bei denen hydraulische Sprünge Schäden verursachen können. Dazu gehören Bereiche, in denen Bodenerosion vermieden werden muss. Sie können auch das Fortkommen von Fischen behindern, von der Verhinderung der Passage bis hin zum Tod.
Die Hindernisse, die zu einem hydraulischen Sprung führen, variieren stark in Zusammensetzung und Entstehung. Von Menschen verursachte Blockaden können Brücken, Dämme oder andere physische Barrieren wie Zementstrukturen oder Blöcke umfassen, die den Wasserfluss verändern sollen. Sie können auch durch natürliche Vorkommnisse wie eine Änderung der Breite eines Kanals durch Erosion oder ähnliche Ereignisse verursacht werden. Ein Sprung kann auch durch Reibung in der Leitung für den Wasserfluss verursacht werden.