随着内河水运的蓬勃发展,船舶大型化、高速化趋势使运河中船舶水动力作用日益增强,由频繁行船产生的船行波及相应的水流变化改变了航道中原有的水动力条件,成为运河断面演变的最主要动力因素。而现有的河道断面形态理论和演变模拟没有考虑船舶水动力的作用,无法完全适用于运河。因此,将船行波引入运河泥沙运动和断面形态演变研究中具有重要的科学意义和应用价值。本文从运河中行船引起的水动力条件出发,针对船行波作用下泥沙运动和断面形态演变的关键问题进行探索和研究。论文采用原型观测试验、水槽试验和数值模拟相结合的方法探究了运河中船行波对断面演变的影响,主要内容和结论有:（1）针对运河中频繁行船产生的船舶水动力作用,从时间和频率尺度分别研究了运河中船舶以不同条件航行产生的船行波特征。在时域上,解析了船行波波列结构特征,明确了运河船行波主波和次波特征。改进了运河中航政艇和货船两类船舶产生的船行波波高计算公式。在频域上,基于连续小波变换理论,分析了船行波频谱特征及不同因素对船行波小波能量谱的影响,明晰了船行波主波和次波的能量分布特征。结果表明本文范围内船行波能量集中于频率范围为0～0.35Hz的低频主波段,船行波能量分布与船行波主波和次波的显著程度相对应。（2）通过理论分析和原型观测试验数据揭示了运河中船行波作用下泥沙运动规律。从船行波作用下泥沙运动的动力机制出发,计算出船行波作用下水流流速和底部剪切应力的大小,指明床面泥沙起动的临界条件。借鉴单向水流和波浪作用下泥沙运动研究理论,通过计算船行波作用下的修正希尔兹参数及对应的水体平均悬沙含量,建立了以修正的希尔兹参数为变量的船行波挟沙能力计算公式。以单艘货船为对象,建立了不同位置处水体悬沙浓度最大值与船行波主波波高参数之间关系式,分析了运河中行船引起的水体悬沙浓度变化特征。（3）通过水槽试验和数值模拟揭示了船行波作用下运河断面形态演变规律。解析了运河中行船作用下梯形断面形态的变化特征,得到船行波作用后河床形态对应的多边形面积和周长之间存在幂指数关系,表明在船行波作用下梯形断面河床形态调整后的形状相似。考虑船行波作用下水流流速变化对河床的作用,建立了船行波作用下水流流速与最大冲刷深度之间的关系式。进一步讨论了运河断面形态对单艘船舶和两艘船舶航行条件的响应规律,分别建立了航速、吃水深度和离岸距离与梯形断面河床冲淤深度之间的关系式,并分析了两艘船舶连续和对遇航行引起的运河断面河床冲淤特征,揭示了船行波对运河断面演变的影响。