输配水管道系统是关系到居民生产生活的基础性设施，并且它也是保证社会经济发展的关键。由于我国的水资源现状是资源短缺且时空分布不均，居民对供水及用水的强烈要求迫使长距离输水成为保障生活生产用水的必要措施。在长距离输水工程中，由于水流速度骤变或者水泵骤停及关阀等造成管道内水流状态的剧变，极易发生水锤事故，尤其是在大流量大高差长距离输水时，水锤发生的问题更为突出明显。水锤现象产生的原因很多，解决方式也有很多，不同解决方式有着不同的效果。本文重点介绍了大流量大高差条件下重力流长距离输水条件下产生的水锤的特点，减少水锤发生的各类装置措施，重点讲解了有效的水锤防护装置箱式双向调压塔的原理及构造，以及不同措施组合方案下，水锤防护的效果比较。通过方案比较，得出最优化的水锤防护措施方案，对今后的大流量大高差重力流长距离输水的安全运行起到一定的指导作用。本论文首先介绍了水锤问题在国内及国际上的发展历程，对引起水锤发生的管道中气囊运动的原理做了简明介绍。在论证过程中，结合了新疆大西沟输水工程及内蒙古阿图什供水工程两个典型的实例，通过水锤计算特征线法对工程实例进行暂态过程的计算机模拟，结果表明，在大流量大高差重力流输水过程中，结合减压恒压阀和箱式双向调压塔，并采取末端匀速关阀的措施组合，对该条件下发生的水锤问题能够有效的解决，同时可以采取分段水力发电消能，有效的利用输水中的重力势能，实现输水的安全及能源的有效转化。本文的研究对高扬程下大管径的重力输水过程进行管道优化及水锤防护具有指导意义。