平原水库库底浅层气分布特征及其诱发库底渗漏模式初探

本研究以某平原水库为研究区,基于钻探、浅地层剖面结果并结合理论分析,对浅层气致平原水库库底渗漏问题进行了研究。结果显示浅地层剖面法可有效探测平原水库库底浅层气分布。当前库底浅层气在库心沉积物中多个区域独立分布。气温的变化、近三年地下水位及水库蓄水水位的波动均无法引起研究区内水库的库底浅层气突破库底夯实黏土层。但若地下水上升最大幅度由1.1~1.2 m升高到1.4~1.6 m,或水库蓄水最小水深由3.8~4.1 m降低到0.5~3 m时,当前库底浅层气热点分布区的库底黏土防渗层将存在破坏风险。平原水库库底浅层气分布时空演化及其诱发库底渗漏过程可分四个阶段:建成初期,库底浅层气向库心汇聚阶段;极端事件引发库底气突破库底夯实黏土层致浅层气释放阶段;极端事件结束气体排泄通道/渗漏通道被限制或被关闭阶段;前两个阶段反复多次后库底沉积物饱和,库底渗漏点形成阶段。

浅埋隧洞塌方灾害微震实时监测与智能预警

针对浅埋隧洞围岩塌方灾害难以有效预警的问题,对微震传感器的多断面分散式布置方式、微震传感器的锚杆端安装方案、微震监测信号的高效降噪与智能识别方法、塌方灾害预警的风险管理等级标准、微震监测信号的云端智能分析平台以及基于微震监测的塌方智能预警系统等若干关键技术进行了研究,并应用于广西那板水库新建1号灌溉发电放水系统引水隧洞工程。结果表明,所研发的关键技术是可行的,可解决已有微震监测技术不完全适用于浅埋隧洞破碎围岩的局限性问题,能有效提高隧洞塌方微震监测与预警的实时性与工作效率,并结合工程案例给出了基于微震特征参数的隧洞塌方前兆特征。

短周期线性密集台阵揭示宣城地区浅部地壳速度结构及断裂发育特征

宣城市位于东南丘陵与长江中下游平原过渡地带,区内经历多期构造活动,地质构造复杂且断裂十分发育,开展宣城地区浅部速度结构和断裂带探测,不仅有助于深入了解区内地质构造和成矿作用,还可以为区域地震危险性和危害性评价提供重要的参考模型.本文在研究区布设了一条由110套三分量地震仪组成的短周期线性密集台阵,利用采集的一个月的三分量背景噪声数据,采用噪声谱比方法(HVSR)探测研究区场地峰值频率及基岩界面结构;通过垂直分量背景噪声数据重建经验格林函数,采用拓距相移法(ERPS)提取相速度频散曲线并反演线性台阵下方浅部地壳精细横波速度结构.基于HVSR计算的场地峰值频率和基岩界面埋深,刻画了测线下方浅部地表松散沉积层的结构,结果显示研究区内皖南山区基岩埋深较浅,盆地区域基岩埋深较深,地表松散沉积层的厚度最大可至地下80 m,此外还评估了区内地震破坏性和建筑的抗震性,认为研究区内平均振幅放大系数相对较高,局部区域可能会产生明显的地震放大效应,并且皖南山区低矮建筑(1~2层)及宣城—南陵盆地区域的高层建筑(7层及以上)在抗震设防上应当特别注意;依据反演的二维横波速度模型,获得了研究区浅部地壳6 km以深的结构,结果显示宣城—南陵盆地在浅部表现为明显的低速特征,其基底深度可达2 km,并且盆地部分区域呈现相对高速的异常特征,指示在区域多期构造活动中产生的岩浆侵入和逆冲推覆构造作用。此外,区内深部总体表现为高低速异常交替分布的“叠瓦状”构造模式,出现的多处低速异常带推断分别是周王断裂、江南断裂和茅山断裂以及清水河—河湾断裂的构造破碎带,指示了研究区内经历的多期次挤压—拉伸的强烈变形改造.综合上述研究成果,本研究为宣城地区地质构造条件的分析、地震危险性及危害性的评价以及区域找矿勘查等相关工作提供了新的依据.

液化夹层对浅基础结构隔震响应的影响

砂土液化夹层既会造成地基失效破坏,又会对上部建筑起到减震作用,而覆盖层可以减小建筑沉降,却会放大地震作用,因此,有必要探讨结构与土相互作用下液化夹层和覆盖层对建筑的隔震耦合影响。基于Biot两相饱和多孔介质动力耦合理论,采用有限元和有限差分耦合动力分析方法,分析不同地震强度、砂土密实度D_(r)和液化层厚深比K(考虑液化夹层和覆盖层耦合作用)对上部结构隔震的影响。结果表明:结构加速度反应谱比随震动强度增加先减小后趋于稳定,当震动强度超过某阈值时,液化层隔震效果不再增加;松砂(D_(r)=30%)的隔震效果优于中密砂(D_(r)=50%)和密砂(D_(r)=70%),但会产生不可忽略的沉降危害;密砂虽然能更好地抑制建筑沉降量,但在短周期内会起到加震作用;考虑覆盖层和液化层的耦合作用,发现K值在0.3~0.5区间内时,既能减小建筑沉降,又能起到减隔震作用。

浅埋厚煤层开采地表采动裂缝发育演化规律研究

基于串草圪旦煤矿典型生产工作面覆岩赋存情况及地表采动裂缝发育特征,采用现场实测、理论分析和数值计算相结合,研究了覆岩关键层失稳运动形式及其对地表采动裂缝发育形态的影响,以及基采比对地表采动裂缝演化规律的影响。结果表明:浅埋厚煤层开采过程中,关键层失稳运动对地表采动裂缝发育类型具有控制作用,关键层滑落失稳引起地表产生台阶型裂缝,关键层回转失稳引起地表产生张开型裂缝;覆岩关键层失稳运动过程导致地表采动裂缝尺度参数发生动态变化,随着基采比的增大,地表采动裂缝的垂直错动量呈减小趋势,水平张开量呈增大趋势,裂缝水平张开量与关键层回转角线性相关。

镇江苏南储备粮浅圆仓滑模施工技术研究

针对镇江丹阳市苏南储备粮项目10个浅圆仓滑模施工技术进行研究。项目采用54个提升支架、54个6 t千斤顶的滑模系统,研究表明水灰质量比0.43、重量2300 kg/m^(3)的混凝土配合比能确保出模强度控制在0.2 MPa~0.4 MPa。通过优化施工工序,实现两个专业班组28 d完成10个浅圆仓滑模施工。采用300 mm分层浇筑、2 h滑升间隔的施工工艺,有效保证了混凝土质量。结合实际工程验证,该技术方案可确保浅圆仓滑模施工的平整度、垂直度等各项技术指标满足设计要求。

深、浅部煤层气地质条件差异性及其形成机制

深部煤层气资源丰富、开发前景广阔,但对其与浅部煤层气地质条件的内在联系研究尚不够深入。从煤层形成演化角度出发,以鄂尔多斯盆地上古生界煤层为例,总结了煤层深埋深藏型、深埋浅藏型及浅埋浅藏型3种埋深演化模式。系统分析了深部和浅部煤层在温压条件与含气性、地应力与渗透率特征、变质程度与含水性等方面的差异性及其形成机制。研究指出,受埋深与演化过程影响,深部和浅部煤储层温度最多相差100℃以上,储层压力最大相差40 MPa左右,导致由浅部向深部,气体赋存状态以吸附气为主转变为吸附气与游离气共存,地应力场由水平应力主导转化为垂向应力主导,煤储层孔隙率、渗透率及含水性逐渐降低。明确了深部煤层气的典型特点,即:在高温高压条件下,以吸附态和游离态共存于一定深度以下煤储层中的甲烷气体,该类煤储层在垂向应力为主导的作用下,孔裂隙空间极度压缩,含水极少且矿化度极高,内生微裂隙为主要渗流通道。基于含气性临界深度和地应力场转换深度的不一致性,指出浅部向深部煤层演化过程中存在过渡区,该区内呈现出非典型深部煤层气的特点,或深部煤层气和浅部煤层气地质条件共存的情况,在勘探开发过程中,应具体分析,制定针对性开发方案,以实现浅部与深部煤层气的高效协同开发。

新疆油田浅层超稠油SAGD高效低碳开发技术研究与展望

针对“双碳”目标背景下超稠油开发高能耗与油田高质量发展矛盾日益加剧的问题,新疆油田通过SAGD机理研究与现场实践,在维持蒸汽腔高效扩展,突破储层渗流屏障遮挡,提高浅薄层驱泄复合效率,实现水平井长水平段高效均衡产液等方面持续攻关,取得显著效果。采用气体辅助技术,实现蒸汽腔隔热保压增能,油汽比可提高20%;利用立体井网及储层升级扩容技术,改善Ⅲ类超稠油油藏渗流特征,泄油速度可增大20%~40%;采用全密闭生产方式,VHSD产液温度由100℃上升至150℃,采油速度提高50%;深化热采流量控制器(FCD)机理研究,完善油藏-井筒耦合优化设计方法,水平井水平段动用程度可提高20%。“十四五”期间,新疆油田将深化溶剂辅助SAGD、无水SAGD和控温水热裂解等技术研究,逐步完善浅层超稠油低碳高效开发技术系列,该研究可为稠油油藏开发提供借鉴。

城市浅层地热能开发地质环境问题研究

本文就浅层地热能开发利用过程中出现的生态环境和地质环境问题从客观因素和人为因素进行了详细的研究,借助土壤温度的测试和地层冷热平衡的监测,分析在地源热泵运行过程中造成的热污染、地下水位下降、地面沉降、地下水质恶化污染等问题。研究认为长期利用地源热泵开发利用系统,如设计不合理或地下水回灌率低,将破坏地层的冷热平衡。北方地区供暖期大于制冷期时,地层温度将逐年下降,N2O和CH4会集中释放,造成生物生长速度缓慢。地下水源热泵运行时,如地下水回灌困难,将导致地下水资源浪费、水位下降等生态环境问题以及路面塌陷、地面沉降等地质环境问题。供暖期、制冷期运行时间差别较大时,将导致地下水温度的变化,直接影响地下水中污染物的降解,间接影响地下水的水质。抽取、回灌地下水的过程会造成空气中的氧气随之溶解于水中,导致地下水质的变化。通过分析浅层地热能开发利用存在的突出问题和影响因素,可为其科学合理开发利用提供科学依据和技术支撑。

富水沟谷区浅埋煤层导水裂隙演化特征

富水沟谷区域下浅埋煤层赋存条件特殊,采场上覆岩层导水裂隙发育演化特征复杂。为了揭示沟谷区浅埋煤层在回采扰动作用下覆岩裂隙演化规律,以朱家峁煤矿1305-2工作面过沟谷区回采阶段为工程背景,采用理论分析、物理相似模拟、数值模拟与现场效果验证的方法,建立了覆岩裂隙−渗流场概念模型,开展了覆岩结构发育与微震能量演化研究,分析了覆岩变形与塑性破坏分布特征,提出了针对沟谷区下浅埋煤层导水裂隙防治措施,并应用于现场工程实践。结果表明:开采扰动下裂隙−渗流场模型呈“梯台”结构,并依次划分为初渗区域、稳渗区域、紊渗区域3个区域;将所研究矿井的工况数据代入模型结构,计算出各个渗透区域范围,并根据计算结果对矿井的稳渗区域采取注浆措施。工作面回采至沟谷区段,覆岩裂隙域形态呈现“拱形-梯形-复合梯形”的扩展演化特征,裂隙纵向发育高度达到163 m,并与沟谷区地表贯通。随工作面推进,地表裂隙依次经历“滑移-挤压-撕裂”过程;沟谷区域位移云图呈现出滞后开采“高位梯形”破断形态,在沟底处下沉位移最大,达3.47 m。针对开采导致的裂隙大范围扩展贯通,提出在地面进行采动裂缝注浆处理,在工作面上覆岩层进行注浆封堵,实现过沟谷区开采“井上−井下”联合防治,保证安全开采。该研究结果可为浅埋煤层的过沟谷区开采、采动裂隙防治及富水区“保水采煤”提供新的科学依据。

颈浅丛神经阻滞复合全麻对老年舌癌根治术患者血流动力学及苏醒质量的影响

目的 探讨老年舌癌根治术患者术中应用颈浅丛神经阻滞复合全麻对其血流动力学及苏醒质量的影响。方法 采用前瞻性研究,选取拟行舌癌根治术的106例老年患者,随机分为研究组与对照组,各53例。对照组采用全凭静脉麻醉进行手术,研究组采用颈浅丛神经阻滞复合全麻进行手术,记录并比较两组术中各时点血流动力学指标[心率(HR)、平均动脉压(MAP)、颅内压(ICP)]、Steward评分、术后自主呼吸恢复时间、苏醒时间、拔管时间,并采用视觉模拟评分(VAS)评估拔管后5 min、30 min、1 h、3 h时疼痛情况。结果 两组麻醉诱导前HR、MAP、ICP差异无统计学意义(P>0.05);对照组切皮时、手术开始、手术结束、手术结束后30 min的HR、MAP、ICP均显著高于麻醉诱导前,且显著高于研究组(P<0.05);研究组不同时点HR、MAP、ICP水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);研究组Steward评分显著高于对照组,术后自主呼吸恢复、苏醒及拔管时间均显著短于对照组(P<0.05);研究组拔管后各时点VAS显著低于对照组(P<0.05)。结论 老年舌癌根治术中采用颈浅丛神经阻滞复合全麻可保持患者血流动力学稳定,改善苏醒质量,降低患者疼痛感。

浅埋偏压黄土隧道地表旋喷桩加固工艺参数研究

在黄土隧道修建过程中,其洞口段因浅埋偏压、围岩软弱破碎等通常需要进行加固处理。地表旋喷桩法具有适用范围广、加固效果好等优点,被广泛应用于隧道浅埋偏压段软弱围岩地表加固工程。以浅埋偏压黄土隧道进口段初期支护侵限为研究背景,介绍了现场地表旋喷桩加固的施工过程;建立了侵限段三维加固模型并分析了地表旋喷桩加固前后的变形控制效果,说明了处治措施的合理性;对比分析了现场监控量测结果,验证了数值模拟的准确性;开展了地表旋喷桩的工艺设计参数优化分析。结果表明:由于偏压作用,地表最大沉降值偏离隧道中心线,且拱顶中心线处沉降>右拱肩处沉降>左拱肩处沉降;施加地表旋喷桩对于减小地表沉降十分有效,地表最大沉降值减小了45.5%;采用地表旋喷桩加固处理后,拱顶处加固效果最为显著,较加固前沉降减小了57.9%,同时加固后左、右拱肩沉降差值减小了17.4%;建议隧道浅埋偏压段地表旋喷桩加固工艺设计参数:桩直径为0.4~0.6 m、桩间距为1.2 m、横向加固范围为1.5~2倍洞径、竖向加固范围为洞身两侧旋喷桩与隧道拱底平齐。

浅埋暗挖交叉相贯隧道施工力学行为试验研究

为完善浅埋暗挖交叉相贯隧道在施工过程中的受力形式及变形特征,依托青岛某地铁工程,根据所选地铁车站的地质条件及衬砌结构特点浇筑衬砌模型并配制围岩相似材料,利用模型试验对采用全断面法在Ⅴ级围岩环境下进行的风道和车站主体开挖过程的力学行为展开研究,并从隧道衬砌结构变形及地层内部位移变化规律两方面分析了浅埋暗挖交叉相贯隧道全断面开挖施工的力学行为。结果表明:对于交叉相贯位置处的隧道结构,已有隧道结构将改变后续施工隧道衬砌结构应变最大值及其出现位置;位于交叉相贯隧道结构附近不同象限内的围岩分别处于水平变形累加区和往复区;地表竖向变形最大点位于后续施工的车站上方且与交叉相贯位置存在一定距离,而在交叉相贯位置处的地表竖向变形值稍小;模型试验明确了交叉相贯隧道在施工过程中围岩及衬砌结构的变形特征,给出了隧道结构地表最大变形与施工步序间的时空关系;研究结果可为相关交叉相贯隧道结构的施工及设计提供依据。

浅埋深中厚煤层预掘回撤通道支护技术研究与应用

为进一步提高综采工作面末采回撤速度、确保设备回撤空间,采用理论计算、现场试验相结合的方法对浅埋深中厚煤层预掘回撤通道支护技术进行初步研究,建立了工作面残余煤柱承载力学模型,理论分析得知残余煤柱宽度对煤柱承载性能的时空演化规律具有重要影响,末采期间残余窄煤柱出现区域性脆性破坏失稳状态是导致超前采动应力、顶板岩层断裂线前移的主要原因。现场试验末采段残余煤柱宽度约5 m时,整条窄煤柱在多重载荷作用下发生屈服,进而呈现大面积失稳破碎状态,巷内支护体承载受力急剧增加,锚索最大受力约为225 kN,最大顶底板移近量出现在通道中部靠工作面侧,约为100 mm,结果表明,采用高预应力强力锚杆(索)联合支护结构配合垛式支架外部支撑,可有效控制末采期间预掘回撤通道顶底板之间的闭合位移,为类似条件下预掘回撤通道支护提供工程借鉴。

非线性破坏准则下浅埋隧道的稳定性分析

隧道围岩压力值是浅埋隧道设计计算的重要参数。为进一步提高围岩压力计算结果的可靠性,以传统浅埋隧道坍塌模型为基础,提出了圆弧滑移面破坏模式,同时基于非线性Mohr-Coulomb破坏准则,运用极限分析上限法推导了地震力作用下浅埋隧道围岩压力的计算公式,验证了计算结果的可靠性,并对影响因素进行了探讨。与实际工程和已有成果的对比分析证明了理论公式具有较高的可靠性和准确度。研究还发现:围岩压力受非线性系数和初始粘聚力的影响较为显著,非线性系数越大、初始粘聚力越小,围岩压力越大;随着待定参数K(水平围岩压力与竖向围岩压力的比值)的减小,水平围岩压力减小,竖向围岩压力增大;地震力对围岩压力的影响不容忽视,竖向地震力单独作用对围岩压力的影响最大,水平和竖向地震力共同作用的影响次之,而仅有水平地震力作用的影响最小。随着水平与竖向地震力系数的增大,围岩压力也在增大。分析结果对于大部分的隧道,尤其是易受地震影响的浅埋隧道研究具有较高的参考价值。

基于管控单元的城市尺度浅层地热能开发控制因素及指引导则:以雄安新区起步区为例

浅层地热能潜力巨大,其合理利用可极大促进城市节能减排和绿色发展。城市尺度浅层地热能利用除与地质条件密切相关外,还受城市规划影响。本文以雄安新区起步区控制性规划为基础,通过综述城市尺度浅层地热能开发利用的主要控制因素,制定空间适宜性评价和指引导则的工作流程。充分考虑地质因素、资源因素和社会生态因素对浅层地热能开发的制约,结合地温测量、热物性测试、现场热响应试验等室内和现场测试数据,对雄安新区起步区已规划的30个的管控单元进行单要素分析,开展浅层地热能开发综合评价并制定开发指引导则。结果显示,地温场条件、水文地质条件、热传导性能、热容量、供暖制冷面积、城市规划和地面沉降是影响雄安新区浅层地热能利用的直接因素。研究区浅层地热能开发适宜性好的单元占43%,主要分布在北部A、B、C和D单元,以可利用区为主,综合导热能力高,单位供暖制冷面积大,具有比较适宜的浅层地热能赋存条件;适宜性中等单元占33%,主要分布在E单元和其他单元的零星区域,其特点为综合导热能力中等,单位供暖制冷面积和热容量偏小;适宜性差单元占23%,主要集中在南部F单元,该区域水系丰富,受空间规划的影响,开发利用受到制约。研究成果为雄安新区起步区的浅层地热能资源利用和开发提供了支撑,也为城市尺度下浅层地热能资源的规范性评价提供参考依据。

郑州浅山区村落街巷微气候影响机制分析

【目的】探究村落街巷空间微气候的影响因素与调节机制,创造更加舒适的夏季微气候环境,减少能源消耗,提升农村居民生活品质。【方法】以郑州市浅山区典型村落的90个街巷样地为研究对象,通过实地调研和无人机测绘等方式采集数据,利用ENVI-met软件建立样地实况模型对微气候参数进行模拟,借助统计学分析方法探究街巷高宽比、街巷走向、植被覆盖度3项要素与街巷微气候的影响机制。【结果】1)高宽比(height-width ratio,H/W)主要通过降低平均太阳辐射温度(mean radiant temperature,MRT)来调节夏季街巷空间的微气候;植被覆盖度(fractional vegetation cover,FAC)主要通过增加相对湿度进而调节夏季街巷空间的微气候;而空气温度(air temperature,TA)、相对湿度(relative humidity,RH)、平均太阳辐射温度均会受到街巷走向的影响;2)通过极差分析可得,当高宽比达到1.1后,即可有效缩短街巷处于“极端”热应激等级的时间;3)在村内单位面积植被覆盖度≥10%时,通过和街巷高宽比结合设计的方式可最大程度地发挥植被增湿降温作用;4)南北走向(North-South direction,N-S)的街巷内夏季的空气温度、相对湿度、平均太阳辐射温度均优于东西走向(East-West direction,E-W)。【结论】街巷高宽比、街巷走向、植被覆盖度对郑州浅山区村落街巷微气候的影响机制各不相同,三者之间具有一定的关联性且存在最佳阈值。可从微气候的角度对村落街巷空间进行改造和设计,提升乡村人居环境品质的规划设计策略,为相同地理环境下的村落改造提供参考借鉴。

颞浅动脉-大脑中动脉搭桥与颞肌贴覆治疗缺血性烟雾病术后颞肌血运及并发症的比较

目的 比较颞浅动脉-大脑中动脉搭桥与颞肌贴覆术对成年缺血性烟雾病(MMD)患者神经功能和脑血流的改善作用,以及对颞肌血运、术后相关并发症的影响。方法 以2020-09—2022-12秦皇岛市第一医院收治的39例MMD患者为研究对象,其中单纯实施颞肌贴覆术20例为对照组,实施颞浅动脉-大脑中动脉搭桥术19例为研究组。采用改良Rankin量表(mRS)比较2组患者治疗前后神经功能恢复情况,采用经颅多普勒检测2组患者治疗前后脑动脉血流的平均流速(Vm)和脉动指数(PI),CT影像比较2组患者手术前后颞肌厚度,记录2组患者术后并发症发生率。结果 2组患者术后7 d、3个月m RS评分均明显低于术前1 d(P<0.05);与对照组相比,研究组3个时间点的mRS评分均明显降低(P<0.05)。2组患者术后7 d、3个月PI评分均明显低于术前1 d(P<0.05);与对照组相比,研究组3个时间点的PI评分均明显降低(P<0.05)。2组患者术后7 d、3个月Vm均明显高于术后1 d(P<0.05);与对照组相比,研究组3个时间点的Vm均显著升高(P<0.05)。对照组术后颞肌萎缩及咀嚼无力发生率明显高于研究组(30.0%比5.3%,45.0%比15.8%),颞肌厚度明显小于研究组(4.16±0.14比5.04±0.22),差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 颞浅动脉-大脑中动脉搭桥术治疗缺血性烟雾病相比颞肌贴覆术,能够有效促进脑血流的恢复,改善缺血性烟雾病的脑血流状况,缓解缺血症状。而颞肌贴覆术,由于没有影响颞浅动脉对于颞肌的血运,因此术后出现颞肌萎缩相关并发症的概率明显减低,临床上需要重视开颅过程中对颞浅动脉的保护,必要时予以重建。

扬州市浅层地下水水化学特征及成因分析

为研究扬州市浅层地下水水化学特征及其成因,综合应用统计分析法、Piper三线图解法、Gibbs图解法及离子比值法等,对扬州市2023年浅层地下水进行水化学特征分析。结果表明:扬州浅层地下水阳离子以Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na^(+)为主,阴离子以Cl^(-)和HCO_(3)^(-)为主;水化学类型以HCO_(3)^(-)-Ca型、HCO_(3)^(-)-Ca·Mg型和HCO_(3)^(-)·Cl^(-)-Ca·Na型为主;主要阴、阳离子存在空间差异性,总体呈现由南至北增高的趋势,在局部区域出现极值;水化学特征主要受岩石风化控制和蒸发浓缩作用影响,少数地区还受到阳离子交换影响;地下水化学组分主要来源于硅酸盐岩与碳酸盐岩的溶解作用,部分还来自蒸发岩盐的风化溶解。

东北半干旱区浅埋滴灌下玉米高产高效的尿素硝酸铵溶液投入阈值

为探明滴灌玉米尿素硝酸铵溶液(UAN)对尿素的增效作用及适宜投入阈值,在吉林省半干旱区(乾安县)开展连续2年(2020-2021年)的田间定位试验,以UAN为试验材料,设6个氮肥用量[0 kg(N)·hm^(-2)、100 kg(N)·hm^(-2)、140 kg(N)·hm^(-2)、180 kg(N)·hm^(-2)、220 kg(N)·hm^(-2)和260 kg(N)·hm^(-2)],并以尿素优化用量处理[Urea,220 kg(N)·hm^(-2)]为对照,研究玉米产量与构成、干物质积累、叶面积指数、氮素利用率、土壤氮素含量及氮素平衡差异。结果表明,施氮显著提高了玉米产量,并随施氮量增加而增加,当氮肥用量超过180 kg·hm^(-2)后,增产幅度不显著,且高于Urea处理,两年平均增幅为2.02%。增产原因是施用UAN提高了玉米每穗粒数和百粒重。对于施用UAN的处理来说,玉米各生育期叶面积指数、干物质积累量、干物质转运量和吐丝后干物质积累对籽粒贡献率总体随施氮量增加呈增加趋势,当施氮量增至180 kg·hm^(-2)后以上指标不再显著增加,但均高于Urea处理(2021年吐丝后干物质积累对籽粒贡献率除外);氮素回收率、氮素农学利用率和氮素偏生产力随氮肥用量的增加呈下降趋势,且相同氮肥用量下,UAN处理较Urea处理分别提高4.45%、2.09 kg·kg^(-1)和2.09 kg·kg^(-1)。与Urea处理相比,相同用量下UAN处理降低了60~100 cm土壤无机氮含量,使氮素损失量较Urea处理降低7.51%。通过拟合施氮量与玉米产量、氮素回收率和土壤表观氮素损失量,确定UAN适宜用量为188.90 kg·hm^(-2),相应玉米产量为11 863.42 kg·hm^(-2),氮素回收率为44.21%,氮素表观损失量为151.79 kg(N)·hm^(-2)。与传统尿素优化用量处理(Urea)相比,UAN的施用可在降低14.14%氮肥用量的前提下,使得玉米产量增加4.78%,氮素回收率增加7.61%,氮素表观损失量降低29.55%。以理论最高产量施氮量95%为置信区间,确定UAN适宜施氮范围为179~198 kg(N)·hm^(-2)。综上所述,与施用尿素相比,施用UAN可减少氮素投入总量,获得更高的玉米产量和氮素利用效率,并降低氮素损失,是东北半干旱区实现玉米减氮增效的有效途径。