伴随着我国城市化进程的加快，越来越多的长距离输水工程投入使用。这些工程虽然解决了城镇水源单一以及水资源短缺的问题，但如何保证其供水安全一直是输水工程中需要解决的难题。长距离输水管道运行安全主要包括水力安全、结构安全与水质安全。当出现长距离输水管线运行安全事故时，破坏了系统中的水流动的稳定水力条件，这时系统中的水流就会从稳态流向瞬态流转变。在这一过程中，输水系统内水流的压力、流量、流速等各项参数都会随着时间的延续而改变，这些变化往往非常剧烈从而会超出在稳态流下设计的安全范围，很容易破坏输水管的管材结构，使管壁屈服变形，甚至爆裂。因此基于瞬变流输水管道实验性的研究对于长距离输水工程的设计和安全运行是非常重要的。　　本文系统分析了长距离输水管线内水流的稳态和瞬态水力特征，对相应的求解方法进行了推导。利用相似理论建立与实际工程对应的物理实验平台。通过Labview软件自行开发虚拟仪器程序，解决了瞬变流态下管道内水流压力、流量等数据快速采集的难题。利用实验获得的基础参数，通过AFT-impulse软件建立数值计算模型。在瞬变流态下对比实验结果与数值计算结果的不同，分析了产生误差的原因。　　在水力安全方面，针对西江引水工程实际情况建立AFT-impulse分析模型，在不同泵站停泵的工况下分析瞬变流导致的管道压力与水泵转速变化，得出发生停泵事故时泵站内设两阶段关阀更加安全的结论。在结构安全方面本文对管壁应力问题进行了初步探讨。进行在内外力联合作用下钢管应力实验，利用光纤光栅传感器解决了钢管瞬态应力测量的难题。找到管内水压形成的管壁环向应力与轴向应力间的关系，在瞬变流态下发现管壁存在应力波的叠加，使管壁所承受的应力大于单纯由于水击形成的应力，提出利用光纤光栅传感器根据Mises屈服准则监测判断钢管结构安全性的方法，为工程实际应用与更深入的理论研究做准备。