该项目依托引洮供水一期工程，采用野外监测;室内试验和数值研究相结合的研究方法，揭示了九甸峡水库水温在全年气候变化下随时间的变化规律；确定了渠道主体结构在低温环境下运行特性的影响因素及热效应机理；建立了寒区封闭渠道的湍流与对流换热及固体热传导问题的流固热耦合非线性三维数值计算模型；揭示了寒区输水渠道低温环境运行特性及基本规律，提出了保温材料-封闭渡槽及浅埋暗渠等工程措施，可彻底解决冬季低温环境对长距离输水渠道的冻害问题，实现冬季正常化输水要求。本次研究通过室内模型试验手段和数值模拟技术研究渠体输水结构的低温运行特性在国内外尚属首次，研究结论应用于引洮供水一;二期工程后，所产生的经济社会效益巨大。

该项目系统地建立了寒旱区遥感监测和数据同化理论与方法，显著提升了我国寒旱区遥感监测能力与模型—观测集成研究水平。取得的创新成果主要有：（1）在具有鲜明寒区和旱区伴生特点的黑河流域，设计并组织实施了大型航空;卫星遥感和地面同步观测实验，建立了技术先进的多尺度-网络-立体-精细化的综合观测平台，提出了针对复杂异质性地表的多尺度多要素遥感试验的理论和方法，显著提升了流域生态水文观测能力，产出了一批高质量研究成果。试验被国际同行评价为“本世纪最为重要的水文和微气象试验之一”;“世界级的观测”和“中国的综合流域科学”。（2）研建了在国内外有广泛影响的中国冰冻圈信息系统；提出了适合我国寒旱区的雪深;地表冻融;冻土制图的遥感新方法，首次研制出我国寒旱区长时间序列地表参数数据集；获得积雪和地表冻融的长期变化趋势，发现我国积雪深度冬季略微增加但春季显著减少，地表冻结首日推迟且冻结期缩短。被Nature;NCC;PNAS等顶级期刊论文大量使用，支持了第二次和第三次气候变化国家评估报告，并被IPCC第五次评估报告引用。（3）在国内率先开展陆面;水文数据同化理论方法研究，在非线性非高斯滤波;启发式优化算法应用;不确定性估计等方面取得了系统性的原创成果；发展了第一个中国陆域和流域尺度多源遥感数据同化系统，在多源遥感;多变量;多目标数据同化方面处于国际领先地位，引领了我国陆面数据同化研究。

该项目主要针对天山北坡军塘湖流域多年的观测实验为基础，构建了基于积雪-冻土“浮动产流界面”的融（雪）水产汇流模型，结合中尺度大气模式WRF的预报气象场为驱动，进行尺度转换试验，实现了WRF与分布式融雪径流模型的耦合，建立了一个中尺度的24小时或48小时的适用于干旱区流域的分布式融雪径流预报的大气水文耦合模式，利用中国气象局CLDAS大气驱动场强迫CLM3.5模式对项目研究结果进行全疆各地州六公里逐小时的模拟及重点区域的预测预警，将研究成果推广至全疆，最终通过新疆融雪洪水决策支持系统及新疆融雪洪水WEBGIS预警系统进行决策支持。形成了“基于实地观测实验的模型构建;陆-气模式耦合的全疆高分辨率融雪模拟;预警及决策”的运行体系。

该项目系统研究了高原陆气相互作用过程对周边天气气候影响的理论与应用。采用目前先进的观测体系首次对黄河源区下垫面水热平衡和边界层变化特征开展对比观测，揭示了陆气相互作用影响高原季风及主要天气系统的机制，发展了冻土;湖泊的不同下垫面陆面参数化方案，构建西藏强对流天气短临预报预警系统。出版专著3部。代表论文论著被SCI他引42次，被他引171次；论著发现点被第三方录用或评价172次，并被国内4个单位采纳应用。

该项目通过多年联合攻关研究，基于青藏工程走廊多年冻土分布特征及变化趋势;走廊典型热融灾害发育机理及评价指标体系与方法;动荷载作用下冻土的温升效应与高温冻土强度演化机制;走廊构筑物群横向热影响机制与规律;冻土地基沉降变形计算原则和方法等方面基础理论研究和技术研发取得重大创新。研究成果为青藏铁路长期稳定性维护;补强及病害整治，青藏高原“电力天路”工程提前一年投产运营及基础长期安全平稳运行;玉共高速公路冻土路基热力稳定性;青藏高速公路选线;布局和初设提供了基础性数据支撑;理论依据和技术支持，成果获得了显著的经济和社会效益。

该项目主要针对寒区道路冻融病害的威胁，研发了模拟复杂热力工况的土体热力测试技术，揭示了寒区路基土复杂热力耦合特征及其机制，提出了寒区路基多场耦合模型及计算方法和寒区路基稳定强化措施，取得了丰硕的研究成果。获授权发明专利2项;实用新型专利2项，获软件著作权7项，出版专著1部，发表论文47篇，其中SCI/EI收录30篇，被他引400余次，被以郑健龙院士为专家组组长的评价委员会评价为"总体达到国际先进水平，多场耦合模型与数值模拟技术达到国际领先水平"，成果有效防治了寒区道路的冻融病害，延长了寒区道路使用年限，在保证交通安全;保护北疆生态环境等方面发挥了重要作用，产生了显著的社会效益;经济效益与生态效益。