水资源短缺及分布不均是我国水资源存在的两大劣势,这严重阻碍了经济和社会发展,我国不得不修建大批的长距离调水工程来解决这些难题。而对于跨流域的长距离调水工程,由于流域广且控制建筑物较多,实验模拟调度是非常困难的,如果不对工程进行计算模拟直接投入使用,一旦发生事故损失将是难以承受的。而数值模拟方法具有经济和方便的特性,成为众多研究者新的突破口,找寻更加实用安全的数值模拟方法对整个调水工程意义重大。本文通过研究以往的相关理论,建立了适用于具有复杂内边界的长距离调水明满流交替的一维非恒定流水力学系统。为了精确模拟流动的水力特性,分析明满交替流对工程运行的安全性和稳定性带来的复杂影响,采用圣维南方程组和Preissmann窄缝法来计算有压管流和自由表面流以及这两种状态的过渡流等问题,模型方程的离散方式为变量交错定义隐格式,并用一阶迎风插值的方法来处理对流项,并加入水库、泵站、分水口、暗涵及闸堰等水工建筑物。通过模拟了有压管流和Wiggert实验,模型计算结果与实验结果误差较小,证明模型可以用于模拟一维明满过渡流,然后将系统应用到模拟南水北调中线工程北京段一期自流工况的水力特性问题,较好地解决了工程中遇到明满流耦合计算的问题,并比较了关键点水位的模拟值与实测值,显出了较高的准确性。然后又模拟了南水北调中线工程北京段检修工况和二期工况,分析管内流量分布和水位变化,为长距离调水工程流网的设计和相关部门的调度决策提供依据,表明本文方法可以作为大型明满交替流输水工程的计算模拟工具。