本著阐述了作者在水利施工及运维装备设计理论与应用研究领域所取得的系统性成果。书中探讨了抽水蓄能电站大倾角斜井TBM防坠落装置、南水北调渠道边坡除藻设备、水利工程超高扬程起重机、渠槽装备智能化门式起重机和水工钢闸门等重要水利施工及运维装备设计理论、方法及工程示范应用。构建大倾角斜井TBM防坠落系统数学模型和数值仿真平台，揭示ABS撑靴压紧力与斜井倾角匹配规律。针对南水北调中线工程渠道边坡复杂路况和除藻作业要求，详细阐述除藻设备坡机械化和绿色化设备电动履带底盘和除藻装置设计理论及工程应用。提出了水利工程相关智能化起重机金属结构优化设计、智能避障、智能防摆、路径规范和高精度定位技术设计方法及工程应用。基于现役水工钢结构安全评价标准，提出水工钢结构强度及刚度评价方法。