异形椭圆断面是一种新型的二参数曲线水工隧洞断面,其标准型断面与现行马蹄形、六圆弧蛋形等断面形状吻合度较高,这种新型断面的无压流特征水深和水面线计算涉及到高次隐函数方程和复杂函数的积分运算,无法求得解析解。本文系统研究了标准型异形椭圆断面的水力特性和无压流水力计算问题,取得的主要成果如下:(1)基于Wu’s二参数曲线方程,得到了标准型异形椭圆断面曲线的基本方程,推导了这种新型断面的水力要素计算公式。针对马蹄形标准型和倒角型共四种无压隧洞断面形式,分别整理推导了各断面的水力要素计算公式;经断面几何特征与水力要素的对比分析,表明标准型异形椭圆断面与马蹄形断面的水力特性曲线非常接近,这种形状光滑连续的新型断面在中低水深范围内的相对过水面积和过流能力等具有较明显优势,有利于改善过流条件。(2)基于明渠均匀流、临界流基本方程,结合断面水力要素计算公式,通过引入量纲一的参数和MATLAB曲线优化拟合,提出了这种新型断面无压流正常水深、临界水深的显式计算公式,其相对误差绝对值分别小于0.362%、0.288%。(3)基于恒定明渠非均匀渐变流基本微分方程,推导了标准型异形椭圆断面无压流水面线的分段试算法公式;采用函数替代法,给出了水面线的简化积分计算方法以及直接计算公式,算例误差分别为0.049%、0.324%。(4)基于明渠流水跃基本方程、收缩断面基本方程,通过参数函数拟合,给出了标准型异形椭圆断面共轭水深、收缩水深一元高次方程形式的显式求解方法,算例误差分别为-0.477%、-0.463%。本文所给出的标准型异形椭圆断面无压流特征水深及水面线直接计算方法,形式简捷,通用性强,适用范围及精度均能够满足实际工程计算要求,可为这种新型断面的推广应用与工程设计提供相应的理论参考。