由明流段进行过渡的梯级电站是一种新型的流域梯级开发方式。用于过渡的明流段对梯级电站安全稳定运行起到至关重要的作用。进行明流过渡的梯级电站引水发电系统水力过渡过程研究，不但可以为电站设计提供科学依据，而且对梯级电站的正常运行具有十分重要的指导意义。 本文结合天龙湖—金龙潭梯级电站的实际工程布置，应用明流、有压流水力瞬变基本理论，采用数学模型计算与物理模型试验相结合的研究方法，进行了由明流进行过渡的梯级电站引水发电系统水力过渡过程研究。提出了明流与有压流交界断面的实用处理方法—时间步长倍数法，建立了梯级电站引水系统的整体数学模型，对各种控制工况下明流水深、调压室涌波以及机组运行参数等变化过程进行了计算分析，研究了上下两级电站运行的小波动稳定性，初步验证了由明流段进行过渡的梯级电站设计方案的可行性，指出明流过渡段中的溢流堰是保证梯级电站稳定运行的有效措施，并应对明流段水位进行实时监测以确保梯级电站中上一级电站下泄流量大于下一级电站的引用流量。在整体水力模型试验研究中，着重研究了既包含有明流段又有长引水隧洞和调压室的梯级电站引水系统模型率，并对这种复杂引水系统水力模型的比尺选择进行了探讨。通过对明流水深和调压室涌波的模型试验成果分析，验证了计算方法的正确性，并提出了对优化明流段体型有益的建议。