长距离输水系统管道故障(泄漏、爆管等)严重威胁供水安全，故障发生时自来水大量流失，造成经济损失与资源浪费。传统故障定位需对整个系统逐点排查，存在检测范围局限、效率低的问题，为此采用传统特征线法构建流场重构模型，以监测点实测数据为上下游边界，重构监测点之间的流场分布，基于该模型提出异常管段辨识体系，将异常定位从整个管线系统聚焦到监测点之间，若重构数据与监测点间实测数据高度吻合则无异常，反之存在异常。通过试验与数值模拟验证了方法准确性，并分析管道摩阻、稳态流量、波速等关键参数对流场重构模型和异常管段辨识的影响。结果表明，相比于管道摩阻，流场重构模型和异常管段辨识体系对管道波速变化更敏感。研究成果可为长距离输水系统安全运行提供支撑。