本项目考虑温度、水分、应力三场耦合,通过现代数值仿真技术,建立渠道冻胀数值分析模型,分析渠道断面结构型式对其冻胀破坏的影响规律;研究衬砌与冻土的相互作用机理及各类 “削减冻胀”和“冻胀自适应”结构措施,进行衬砌材料及结构的优化创新;以施工方便及经济与防渗抗冻胀效果最优为目标,提出不同地区、流量、比降的典型渠道防渗衬砌结构及断面型式的标准化技术及设计图集。

　　计划合同书要求的主要性能指标包括:渠系水利用系数提高20%,衬砌结构冻胀破坏率低于5%,强冻胀和高地下水位等难工渠道安全运行率提高50%以上;衬砌结构维护管理成本降低40%以上;发表SCI/EI论文2篇,获批专利一项。

　　通过项目实施实际达到的性能指标如下:渠系水利用系数提高30%~40%,衬砌结构冻胀破坏率低于3%,强冻胀和高地下水位区等难工渠道安全运行率达到95%以上;衬砌结构管理维护成本费用降低40%以上;提出适用于北方各灌区各级流量防渗抗冻胀的最优衬砌结构技术方案、设计手册及标准图集;发表学术论文10篇,论著1部。

　　项目经济效益主要体现在:第一,提高了工程寿命,把衬砌渠道的使用寿命提高到10年以上,从而节省了工程建设及维修投资;第二,显著地提高了渠道工程安全运行率。优化的渠道衬砌技术方案,体现在渠道衬砌结构的破坏率较大幅度下降,相应其输水率大大提高,初步估算可以提高渠道输水率30~40%,节水30%以上,节约的水资源将扩大灌溉面积或提供给其他行业应用,产生较好的经济效益和社会效益。

　　在北方季节性冻土地区,渠道的冻胀破坏是渠道工程建设中的常见问题,也是灌区发展节水的制约性因素。广大灌区对有效应对冻害,提高渠道衬砌寿命,提高工程建设和维护的水平,提高工程安全运行率有迫切的需求。本项目的实施将大大节省灌区在渠道衬砌与管理维护方面的投入费用;同时,结合全国加大农田水利工程建设项目,为建设单位及设计单位提供成套成熟设计方法及技术,使季节性冻土地区渠道衬砌设计标准化,提高设计效率;推广应用前景非常好。