来源：中国南水北调报

    日前，据国土资源部数据，“十一五”期间我国坚守18亿亩耕地红线，基本农田面积稳定在15.6亿亩以上，但保护耕地的形势依然严峻。由山东省南水北调工程建设管理局承担完成的“十一五”国家科技支撑计划课题“大型渠道设计与施工新技术研究”成果，仅应用于济平干渠段工程建设，就为国家节约了近3000亩宝贵的土地资源，取得的成果填补了长距离大型输水渠道设计与施工技术的多项空白，并获得２０余项发明和实用新型专利，成果总体达到国际先进水平。

　　打造渠道防身“软猬甲”

　　南水北调沿线穿越带地质、地形条件复杂，水文、气象条件差异迥然，要保证渠水一路向北，不渗不漏，谈何容易！而渠道衬砌就是肩负此项责任的重要一环。

　　渠道衬砌就是在已经修筑好的渠堤内，铺上一层薄薄的混凝土外衣。可这内外之水也并不温柔，内水流量大、水压猛，外水因地下水位高，压力也不容小觑。毫不夸张地说，只要有一个细小的裂缝，渠道就会被迅速撕开，后果不堪设想。既要固若金汤，又要薄厚适度，看来只有金庸笔下“软猬甲”堪此重任。

　　南水北调东线山东段济平干渠是南水北调第一个开工建设的工程，首当其冲面临着这项难题。我国已建成的调水工程，如引黄济青渠道衬砌，大量采用人工作业，耗时费力，施工质量难以控制。南水北调渠道数千公里，长距离输水渠道必须采用机械自动化衬砌，才能保证施工质量、进度。

　　罗辉向记者介绍，山东省南水北调建管局采用引进、消化、吸收的方式，在对引进的机械自动化渠道衬砌机消化吸收的基础上进行自主创新。结合自身施工特点，借鉴国外衬砌机设计关键技术，组织省调水工程技术研究中心、省水利勘测设计院等科研单位，经过四年艰苦攻关，多次完善和改进，研制成功混凝土衬砌系列设备。

　　与国外的振捣滑模衬砌成型设备比较，自主研制的大型混凝土衬砌设备具有功能多样、适应性强、操作方便等特点，而价格仅为国外同类设备的1/3～1/5。作业效率较人工衬砌提高功效10至16倍，成本低于人工衬砌。经抽样试验等检测表明，单元工程合格率100%，优良品率90%以上。该设备现广泛应用于南水北调中线工程，在京石段应急供水工程建设中立下汗马功劳。

　  搭建跨时空设计平台

　　水土资源是经济社会发展的基础资源，有效保护水土资源也是加快转变经济发展方式的关键举措。“大型渠道设计与施工新技术研究”课题的负责人，山东省南水北调工程建设管理局副局长罗辉告诉记者，课题研究基于虚拟现实的长距离渠线优化与土方平衡系统，通过科学配置水土资源，提高水土资源的利用效率和效益，实现了生态效益、经济效益和社会效益的统一。

　　启动软件，用时3秒，轻点鼠标，农田、村庄、渠道栩栩如生，跃然屏幕。画面中的建筑物、自然景观看似虚拟，却是真实存在。这不是某个当下流行的网络游戏，而是基于虚拟现实的长距离渠线优化与土方平衡系统。

　　“只需将数据导入设计系统，点击渠道设计优化设计按钮，软件将在数分钟后生成设计结果。而这个结果并不是唯一的，系统将根据数据提供几种设计方案，供设计人员优化比选。”软件主要研发人员之一的靳宏昌向记者介绍，信息化技术将设计时间由一两个月缩短至一两天，设计效率显著提高。

　　大型渠道设计和施工是南水北调工程的重头戏，通过优化系统节约大量宝贵的土地资源，则是最出彩的一笔。设计人员可在三维可视环境下对全线土方的优化调配，前期设计阶段就进行土石方优化调配，设计出土石方工程总量趋于最小、占地面积趋于最省的施工图设计方案。济平干渠工程依照优化后的设计方案，使大段渠道达到挖填方量的平衡，基本避免了弃、借土的工程量和占地现象。济平干渠工程截至2007年建设结束，实际占地比原初步设计批复减少用地2971亩，节约资金5012.75万元。

　　良好的社会经济效益

　　“大型渠道设计与施工新技术研究”先后有20多项科技创新成果应用于工程建设，对加快工程建设，保证工程质量，节约土地资源，促进产业升级发挥了重要作用，获得了显著的社会效益、经济效益。

　　《济平干渠渠道设计与土石方优化调配研究》成果于2006年12月通过专家鉴定，鉴定认为：“该成果实现了大型渠道工程设计与土石方调配的优化，填补了该研究领域的空白，取得了显著的经济社会效益，具有重大推广应用价值，成果总体达到国际领先水平。”目前，该研究成果已在山东省南水北调其他单项工程中应用，可研阶段即开展了渠道优化设计工作，不仅提高了设计工作效率，也最大限度地节约了土地资源和工程投资。

　　2006年8月，渠道衬砌成型设备通过水利部组织专家进行的产品鉴定。此项成果填补了国内空白，实现了我国大型渠道混凝土机械化成型设备的系列化、产业化和施工技术标准化，获得国家发明专利4项、实用新型专利10项。项目荣获国家科技进步二等奖。

　　“大型渠道设计与施工新技术研究”是“十一五”国家科技支撑计划重大项目《南水北调工程若干关键技术研究与应用》十五个课题之一，由山东省南水北调局作为第一承担单位，与山东省水利勘测设计院、河海大学、南京水利科学研究院、山东干线公司、山东省调水工程技术研究中心等单位共同完成。2010年11月，该课题第一个通过了国务院南水北调办公室组织的课题验收。