根据水力学对明渠水流流动类型的划分，本文研究了明渠均匀流和非均匀流曼宁糙率系数特性和紊流水力特性，并结合紊流水力特性，对糙率系数的性质进行了分析和解释。由于研究了明渠非均匀流，本文得到的明渠紊流的研究成果较为全面。 本文的研究表明：对于指定的明渠，曼宁糙率系数不为常数，均匀流的糙率系数随着水深和断面平均流速的增大而减小；M₁型非均匀流的糙率系数与相对水深和相对水力坡度有关，其变化规律可由本文提出的关系式表达。应用本文提出的二步计算法，可对M₁型非均匀流计算中的糙率系数进行修正，为解决糙率系数的选择问题提供了一种可行的方法。 光滑壁面明槽研究表明：非均匀流具有与均匀流相似的分区结构；相似的紊流度分布；但经典的对数流速公式中的常数A、B有差异，非均匀流的卡门常数小于均匀流，表明由明渠均匀流得到的对数流速公式不能普适于明渠非均匀流。本文提出的以平均流速为参数的新的对数流速公式可以很好地描述均匀流和非均匀流的流速分布。切应力的研究表明，均匀流基本方程不适用于明渠非均匀流的近似计算。 粗糙床面明槽研究表明：均匀流的流速分布可用对数公式描述，非均匀流的流速分布不能用单一对数公式描述，可分区分别用对数公式描述。粗糙床面紊流的流速分布和紊流度分布与光滑壁面有明显不同，粗糙床面的流速分布较为不均匀，而紊流度分布则较为均匀。这一研究结果表明了明渠水流的复杂性，应用研究成果时需慎重。 糙率系数和水力特性的相关研究表明，糙率系数不具有明确的物理意义，它是曼宁公式中的一个调节系数。