粒子图像测速(ParticleImageVelocimetry)技术是近十年来迅速发展起来的瞬态流场测试技术，已经逐渐成为流速场测量的主导方法之一。流速是科研人员进行河工模型试验必须获取的基本物理参数之一。随着计算机技术和图像技术的发展，借助图像分析及其相关技术，PIV技术在河工模型试验中成功实现了流场的非接触测量，并得到了快速的发展及广泛地应用。 本文紧密围绕粒子图像测速(PIV)技术在大型河工模型试验中的应用，对河工模型表面流速场的PIV测量系统的工作原理及系统构成进行了分析阐述，讨论了PIV测量系统在大型河工模型试验中应用的具体实施程序。对一些关键技术：如对CCD摄像头采集的粒子图像进行预处理的方法；多摄像头采集时，单个CCD摄像头采集图像的定位、标定以及多幅采集图像之间的拼接方法；以及粒子图像中流动信息的提取方法等，都进行了详细的讨论。 论文紧密结合流体运动的规律，探讨并解决了采集信息中错误数据的判别和剔除；根据试验量测得到的流速场数据，进一步对流场的重要物理指标：流线、涡度、涡线等进行了分析计算，并且绘制了各种相应流场要素图，对于流场的分析有重要作用。作者在理论分析研究和实际应用的基础上，编制了基于MATLAB的PIV粒子图像测速软件系统，实现了PIV测量技术的分析计算与前、后处理的集成以及测量结果的可视化。 作者在多个科研生产课题的大型河工模型试验中，成功地运用了PIV测量技术，对模拟河段的洪水流速场、洪水河势、局部流场都进行了准确测量。同时又将流速分布矢量图叠加在相应的模型图片上，使得流场信息与图像信息有机的结合在一起，所反映的洪水流速场及洪水河势不但准确完善而且形象直观。在完成的几项河工模型试验任务中，利用PIV测量技术及数据处理系统进行测量和分析，对河床演变分析与河道整治工程规划都有重要参考价值，并利用分析成果对部分工程设计方案进行了修改优化，取得了很好的实际应用效果。