供水系统是维系城市运转的命脉，工业生产，人民生活离不开水。城市总是在水源丰富的区域选址建造，如选地下水丰富的地区或大江大河两岸，这种情况汲水便捷，输水管较短，节省投资，操作控制比较简单，一般不会引发水锤现象。近年来随着人口增加，工业迅速发展及生活水平提高，传统的地下水资源枯竭，城市沿江地段水污染严重，城市不得不从十几公里、几十公里外甚至更远的水源取水，大城市长输水管线越来越多。由于管线稳态输水时压力较低，如局部发生负水锤，则管线中会出现负压，局部产生气泡，当正水锤到来时，气泡破裂，会诱发空泡溃灭水锤。此外，当泵停止运行时，管线爬坡的高处会出现液柱拉断，有较大范围的负压气泡段，此时若突然启泵，大流量运行，高处的气泡段也会因压力升高使气泡凝结为水，真空柱段使水流快速撞击引发空泡溃灭水锤。空泡溃灭水锤会造成管线极大的压力峰值，压力大幅度上升，破坏管线。　　管线水锤是复杂供水工程中常见的水力现象,具有极大的危害性,为此必须采用合适的水锤计算方法分析和计算管网瞬态水力问题,以便制定相应的防护措施,确保系统运行安全。　　本文针对磨盘山176公里重力流输水工程水锤方程用有限元方法进行数值计算。该工程地形复杂、高寒地区、PCCP管与钢管混合使用，边界条件复杂，传统的特征线方法计算稳定性差，用有限元方法，取得了理想的成果。由于水锤方程是拟线性方程组，因此在用有限元法离散空间变量时，刚度矩阵中会出现关于时间变量的元素，本文借鉴迭代法的思想解决了这一难题。　　水锤反演问题对于有压瞬变流依据在线监测数据识别管网运行异常状况，以及事故点的识别与控制具有重要意义。本文对水锤方程的一系列反演理论做了研究，并用最佳摄动量反演方法对水锤方程进行反演计算尝试，取得了较好的结果。