水体在有压管道输送过程中，由于运行条件变化，包括正常变化、偶然事故及外部干扰等，将引起管道各断面的流速、流量、压强等宏观物理量发生变化，从某一定常状态转换成另一定常状态，这种随时间变化的水力现象称水力过渡过程。在有压重力输水系统和水力机组（水轮机组、水泵机组或水泵水轮机组）输水系统中，该现象表现为水击波沿管线的传播、反射与叠加。其正水击压强有可能超出管道的设计强度，负水击压强有可能小于水体的汽化压强形成水柱分离，危及管道输送系统安全运行。水力过渡过程计算旨在取得输水系统沿管线的压强分布，协调水击压强和水力机组转速之间的矛盾，以满足规范和设计要求，确保工程安全、经济和运行灵活、可靠。

水力过渡过程的计算研究始于19世纪。1898年俄国科学家H.E.茹科夫斯基提出直接水击的计算式。该式表明水击压强大小与流速变化量和水击波波速的乘积成正比，反映了水弹性能转换的物理实质。20世纪初，意大利学者A.阿列维^[注]推导了间接水击的递推公式，该式反映了管道瞬变流弹性波传播、反射和叠加的内在规律。随后的半个世纪，解析计算法、图解法有了持续的发展，但依旧是将水力机组和输水系统的过渡过程分别计算；1975年由G.I.克里夫琴科^[注]主编的《水电站动力装置中的过渡过程》建立了水力机组及输水系统过渡过程的耦合计算方法，精确描述了过渡过程中水力机组参数变化规律。随着计算机和特征线计算方法的普及，美国的E.B.怀利^[注]和V.L.斯特里特^[注]首先将该方法发展应用于水力机械过渡过程分析计算，代表作有《流体瞬变流》。

随着长距离多支线输水系统、跨流域引调水工程，以及大型水电站、泵站和抽水蓄能电站在中国的大力兴建，促进了水力过渡过程的研究，在基础理论、计算方法等方面取得了显著的进步。提出了设有动力装置的复杂管网系统恒定流计算的有限单元法，以及非恒定流计算的广义特征线法，实现了流体瞬变流精细化数值模拟；提出了水力机械全特性的空间曲面表征方式，以及基于转速偏差函数的机组数学模型，解决了计算中不稳定问题。

水力过渡过程计算的基本理论体系包括基本方程（动量方程、连续方程）及各种边界条件构成的数学模型，以及较精确的解析方法和数值模拟方法。有压重力输水系统和水力机组输水系统的计算内容有所不同。

有压重力输水系统的布置特点是管线随地形起伏而变化，故水力过渡过程计算主要内容是优化阀门启闭规律，布置水击防护设备，如空气阀、单向调压室、双向调压室、减压阀等。

水力机组输水系统的计算内容有：①常规水电站（水轮机组）。水轮机组为满足电力系统调峰要求而大幅改变出力，或因事故而快速关机，引起输水系统压强和机组转速变化。其水力过渡过程计算内容为优化导叶启闭规律使机组调节保证参数（机组最大转速升高率、蜗壳最大压强升高率、尾水管进口断面最大真空度）、调压室涌浪水位、输水管道沿程压强分布满足规范和设计要求。②泵站（水泵机组）。泵站输水系统为开环系统。其水力过渡过程计算包括水泵启动、断电、停泵等工况，目的是选取水泵机组正常开机、停机程序和泵出口阀启闭规律，确定机组最不利参数（包括最大倒转转速、倒转时间、最大倒泄流量等）及输水管道沿程压强分布。③抽水蓄能电站（水泵水轮机组）。计算包括水轮机工况、水泵工况及二者之间的转换。水泵水轮机的反S特性导致其在甩负荷后水击压强变化规律、飞逸稳定性、空载稳定性等方面不同于常规水轮机，且抽水蓄能电站输水系统的水力设计也需考虑反S特性的影响。