季节性淹水对长江滩地杨树林土壤理化性质和酶活性及微生物群落的影响

为了探明季节性淹水对林分地力的影响,以安徽沿江地区滩地杨树林土壤为研究对象,对季节性淹水前后,土壤(0<深度(h)≤60 cm)的养分质量分数、物理性质及酶活性进行测定;采用高通量测序技术对土壤微生物群落组成、多样性、空间结构及功能类群等进行测定,分析环境因子与土壤微生物群落的相互作用及其潜在关系。结果表明:季节性淹水后,滩地杨树林土壤0<h≤60 cm土层的pH显著升高;除全磷、速效钾、水解氮养分外,其他养分质量分数均极显著降低;田间持水量极显著增加;土壤脲酶、酸性磷酸酶的活性均有所下降,其中酸性磷酸酶活性降幅达99.68%;过氧化氢酶活性总体上升。季节性淹水改变了土壤细菌、真菌优势菌群的相对丰度,未显著提高微生物群落的丰富性和多样性,但改变了土壤真菌群落多样性在各土层间的变化趋势。非度量多维尺度分析(NMDS)和相似性分析(ANOSIM)发现,淹水前的细菌群落结构与淹水后具有显著差异;淹水前的真菌群落结构与淹水后具有极显著差异;且淹水后各土层间的细菌、真菌群落均呈显著差异。功能预测结果表明:土壤细菌生态功能以化能异养、好氧化能异养、硝化作用、氨氧化作用功能类群为主,季节性淹水后,土壤40 cm<h≤60 cm土层中,细菌群落的亚硝酸盐呼吸、硝化、亚硝态氮反硝化功能较为丰富。土壤真菌群落主要功能在淹水后,由病理-腐生-共生过渡型(33.13%)向病理营养型(20.74%)转变。淹水前后,土壤0<h≤20 cm土层真菌群落的植物病原菌相对丰度差异显著。冗余分析和相关性分析结果表明:pH、酸性磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶、水解氮、全钾是影响微生物群落的主要环境因子。

地下工程系列化新型智能防淹装备应用研究

[目的]目前地下工程淹水事件频发,易造成严重的经济损失和人员伤亡等影响。遇淹水时通常主要采用人工封堵的方式,例如临时用沙包堆积或者人工加装防水板,存在需工作人员长期值守、使用不便捷、响应不及时等问题。针对地下工程地面出入口、地下连接通道等不同场景,研究响应迅速、安全可靠的防水倒灌措施,提高地下工程整体的防水能力是十分必要的。[方法]基于液位报警控制技术,提出地下工程系列智能防淹装备,主要包括全断面智能防淹门、智能垂落式防淹门、智能上翻式防淹挡板等,可使地下工程形成一个完整的防淹体系,全面保障地下工程不被洪涝水淹。[结果及结论]该系列装备已在洛阳、厦门等城市的地铁项目中应用,结合作者单位的设计项目进展情况可预见,系列智能防淹装备将在更多的地下工程项目中推广,为城市的安全发展保驾护航。

地铁工程防淹体系构建与创新设备应用

[目的]近年来,由于极端暴雨天气引发城市内涝,导致地铁工程遭受水淹灾害的案例屡见不鲜,由此带来严重的经济损失和人员伤亡。研究科学合理的防水倒灌措施,构建系统有效的防淹体系是十分必要的。然而,目前国内外对地下空间的研究主要集中在对内涝灾害的预测以及风险评估,尚未形成系统完备的防淹体系。此外,地铁工程广泛采用的防水倒灌措施,如在出入口处设置一定高度的台阶和反坡或配备可插入的防淹挡板和沙袋,存在需人员长期值守、使用不便捷、响应不及时等问题。[方法]通过调研,以“防为主,排为辅”为原则,从地铁车站、区间隧道、车辆基地、联动机制、防灾预案以及设计标准提升等方面,总结出一套较为完备的地铁工程防淹体系。[结果及结论]针对现有防水倒灌措施的不足,提出一种智能防淹装备,能够实现出入管理、现场手动控制、现场自动防淹、远程控制、应急手动控制以及安全辅助等功能,可以用于地铁新建车站、既有车站改造、地下车库、地下商场等场景,以保证人员的生命和财产安全。

城市隧道防淹技术体系研究

为解决近年来频发的极端暴雨天气导致的城市隧道淹水问题,首先,通过相关文献及新闻报道梳理国内外城市隧道发生淹水致灾的原因和已有城市隧道相关的防淹经验;其次,对现有全国主要城市关于隧道防淹的现行政策、标准以及城市隧道运营阶段涉及防淹工作的内容进行研究总结。在此基础上,对城市隧道的防淹措施开展研究,将城市隧道防淹措施分为6大系统:1)挡水系统,提升隧道出地面范围的防洪能力;2)截水系统,提前截流隧道外部水;3)排水系统,确保隧道内部排水系统顺畅并满足高标准暴雨重现期的排水需求;4)控制系统,保证隧道排水系统正常工作的供配电和控制系统;5)预警系统,增加隧道内外淹水预警装置进行提前防范;6)应急系统,提出发生淹水事故后的应急保障措施。综合城市隧道养护等级、隧址范围内城市内涝风险等级,确定城市隧道的防淹分级可分为1级、2级和3级,并根据城市隧道的防淹等级确定已有城市隧道的防淹改造方案或待建隧道的防淹设计要求。

极端降雨条件下淹水对农田土壤有机碳、可溶性有机碳的影响

随着气候变化的日益加剧,极端降雨事件的发生更为频繁,但目前针对极端暴雨对土壤有机碳(SOC)及其不同组分的影响还需更深入地研究。本研究以河南省“7.20”极端降雨事件为契机,选择暴雨事件发生后未淹水(CK)、淹水不超过1个月(Y1)及淹水超过2个月(Y2)3种不同淹水时长的农田为研究对象,探讨了极端暴雨事件对0~100 cm土层深度内SOC、可溶性有机碳(DOC)的影响及其主要影响因素。研究结果发现:1)极端暴雨事件发生后,农田SOC与DOC随淹水时长的变化呈现不同的变化规律,SOC表现为淹水农田整体高于未淹水农田,且40 cm以下土层增加比例高于40 cm以上土层。0~100 cm土层内SOC含量CK为3.41~14.25 g∙kg^(-1),Y1为5.45~18.11 g∙kg^(-1),Y2为4.68~15.15 g∙kg^(-1),随着淹水时长的增加,SOC呈先增加后降低的趋势;0~100 cm土层内DOC含量CK为414.19~580.39 mg∙kg^(-1),Y1为327.99~874.19 mg∙kg^(-1),Y2为242.34~301.93 mg∙kg^(-1);随着淹水时长的增加,DOC在0~40 cm土层表现为先增加后降低的趋势,40 cm以下土层则表现为逐渐降低的趋势,其中40~60 cm和80~100 cm土层DOC含量CK显著高于Y2。2)极端暴雨事件后,不同淹水时长下农田SOC和DOC垂直剖面上的分布规律存在差异:随着土层深度的增加,SOC均呈降低趋势;DOC在CK处理表现为先升高后降低,其中10~20 cm土层DOC含量最高,Y1的DOC整体表现为随土层深度的增加而降低,Y2的DOC在0~100 cm土层内变化趋势不明显。3)土壤水分能够显著影响SOC及DOC/SOC,但与DOC之间未见显著回归关系,土壤总碳、总磷、总氮等养分含量对SOC、DOC及DOC/SOC存在显著的影响,pH和电导率变化与SOC和DOC的分布未见显著相关性。

基于灰色关联度分析-极限学习机的低阻油层及水淹层测井识别——以渤海P区块馆陶组为例

历经近20的开发,渤海P区块进入高含水期,馆陶组发育的大量低阻油层与水淹层在测井曲线形态上差异不明显。为了精确进行水淹层识别以及水淹层等级划分,采用了机器学习算法。首先采用灰色关联度分析,筛选低阻油层和水淹层识别的敏感参数曲线;其次构建了极限学习机水淹层识别模型,对模型进行训练,获取最优参数。将其应用于实际资料处理,结果表明,基于灰色关联度分析极限学习机的低阻油层及水淹层测井识别方法对低阻油层与水淹层的预测精度较高,符合率达89.3%,远远优于未经过灰色关联度分析筛选的预测结果,具有实际应用价值。

富营养化水体水淹和水淹后干旱对降香黄檀生理生态的影响

为探究富营养化水体水淹及水淹后干旱对陆生木本植物耐淹和耐旱性的影响,以1 a生降香黄檀(Dalbergia odorifera)为对象,第1阶段设置对照(CK)、养分(H)、水淹(W)和富营养化水淹(WH)处理,第2阶段设置对照-干旱(CKD)、养分-干旱(HD)、水淹-干旱(WD)和富营养化水淹-干旱(WHD)处理,研究不同水分和养分处理对降香黄檀幼苗生长和生理的影响。结果表明,降香黄檀幼苗在所有处理下均有较高的存活率;W和WH处理降低了幼苗的茎高增量、总生物量、净光合速率、气孔导度、总叶绿素含量和叶片水势,但增加了幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白和H_(2)O_(2)含量,且这种变化在W组中更明显。与第1阶段相比,CKD和HD组幼苗的生物量增长量显著降低,而WD和WHD组呈现相反趋势。其次,与CKD和HD处理相比,WD和WHD处理增加了幼苗的净光合速率,降低了幼苗的SOD活性和H_(2)O_(2)含量,且WHD组幼苗具有比WD组更高的生物量增长量、总叶绿素含量、POD活性以及更低的类胡萝卜素含量。这表明养分供给在一定程度上能缓解水淹对幼苗生长的消极影响,前期水淹尤其是富营养化水淹有利于幼苗在后期干旱条件下的生物量积累。

水淹-盐胁迫对两耐淹树种生理生态及Na^(+)、K^(+)和Cl^(-)离子积累的影响

滨海河口河岸带植物易受到水淹和盐复合胁迫的影响。前期研究表明水翁(Syzygium nervosum A.Cunn.ex DC.)和乌墨(Syzygium cumini(L.)Skeels)具有较强的耐水淹能力,然而两种植物对水淹-盐复合胁迫的耐受性尚不清楚。本研究设置水淹、盐(350 mmol/L)及水淹-盐(175 mmol/L)复合胁迫3种胁迫处理,比较两物种对不同胁迫的生长、生理生化和盐胁迫相关离子积累的响应。结果显示,经过24 d处理,3种胁迫处理均低了两物种的生物量,提高了还原型谷胱甘肽(GSH)含量、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性。水淹胁迫下两物种的超氧阴离子(O_(2)^(·-))和过氧化氢(H_(2)O_(2))含量下降,根系K^(+)含量上升,K^(+)/Na^(+)下降;盐胁迫下乌墨幼苗O_(2)^(·-)含量下降,水翁幼苗O_(2)^(·-)含量上升,两物种幼苗的脯氨酸含量、H_(2)O_(2)含量、Na^(+)、Cl^(-)含量上升,K^(+)/Na^(+)下降;水淹-盐复合胁迫下两物种的O_(2)^(·-)、Na^(+)、Cl^(-)含量上升,K^(+)/Na^(+)下降。此外,与水淹相比,水淹-盐复合胁迫降低了两物种的生物量,提升了两物种的O_(2)^(·-)、Na^(+)、Cl^(-)含量。与水翁相比,乌墨幼苗在盐、水淹-盐复合胁迫下有较高的生物量、脯氨酸含量、GR活性和K^(+)/Na^(+),以及较低的H_(2)O_(2)、Na^(+)和Cl^(-)含量,具有更强的盐、水淹-盐复合胁迫耐受能力。

基于地化热解录井和电阻率测井技术的江苏G油田水淹层实验响应特征和评价方法

江苏G油田某断块储层采用注淡水方式驱油,采用电阻率测井技术划分水淹层比较困难,而地化热解录井技术不受地层水矿化度变化影响,可以区分油层/弱水淹层与中水淹层、强水淹层。在模拟断块储层条件下,选用孔隙度相近的7块岩样作为一组,采用稳态法油水同驱制作不同产水率样品,测量样品地化热解参数和电阻率;选取岩样含油气总量(P_g)、原油轻重组分指数(PS)作为断块地化热解水淹敏感性参数,选取RFOC-RILD和RILD作为断块测井水淹敏感性参数,采用地化热解图版将油层/弱水淹层、中水淹层、强水淹层区分开,再利用电阻率图版将油层和弱水淹层区分开,建立录测结合水淹层评价图版,图版精度为83%,明显高于地化热解录井水淹层划分图版精度和测井水淹层划分图版精度。结果表明:随着产水率(F_w)升高,P_g、液态烃含量(S1)和热解烃含量(S2)降低,且P_g降低更明显;当注入水矿化度与原始水矿化度比为0.5时,0≤F_w≤10%样品的电阻率明显高于其他产水率范围样品的电阻率。随着水淹程度的增强,井壁取心样品PS呈现明显减小的趋势。地化热解录井与电阻率测井技术结合的水淹层评价方法可更好地实现G油田4级水淹级别的精细划分与解释。

气相色谱分析资料评价水淹层方法研究

针对目前评价薄差层、非均质层水淹状况用测井资料难以令人满意的现状,该文从寻找一种提高油层水淹状况解释准确度的新途径出发,在系统总结密闭取心样品的气相色谱谱图的规律基础上,探讨了应用气相色谱资料对油层水淹级别定性评价的新方法,取得了一定的效果。展示了该项技术在综合判断油层水淹程度、提高老油田调整挖潜效率方面良好的应用前景。

淹水胁迫对紫薇苗生长及生理特性的影响

以紫薇优良新品种‘丹红紫叶’二年生苗为试材,采用套盆淹水方法,设计了5个淹水持续时间处理,研究不同淹水胁迫处理对紫薇苗生长及生理指标的影响,以期为紫薇苗培育及园林应用的水分管理提供参考依据。结果表明:紫薇能承受14 d的淹水,淹水21 d是紫薇忍受淹水胁迫持续时间的极限。随着淹水胁迫时间增长,紫薇苗的叶片相对含水量、过氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性、可溶性蛋白质含量、净光合作用速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO_(2)浓度(Ci)均总体呈下降趋势,淹水21 d时分别比对照处理显著下降了24.29%、79.88%、18.66%、3.16%、80.45%、92.51%、93.10%、25.43%,淹水28 d时达到最低值;脯氨酸、丙二醛含量呈上升趋势,淹水21 d时分别比对照显著增加67.34%、360.54%,淹水28 d最大;过氧化氢酶活性呈先升后降的趋势,淹水21 d最大,比对照显著增加252.65%;可溶性糖含量呈先降后升再降的趋势,淹水21 d最大,比对照显著增加19.38%;淹水胁迫期间紫薇苗的叶绿素相对含量变化不明显;水分利用效率(WUE)呈起伏波动走势,对照最低,淹水21 d较高,比对照显著高184.00%。紫薇苗具有一定的耐涝性,淹水胁迫持续时间不宜超过14 d。

水稻耐淹基因的发掘及研究进展

综述了前人对水稻在芽期、苗期、分蘖期、孕穗期4个生育期耐淹抗逆的研究,探索了水稻的耐淹机理和研究进展,并对水稻不同生长时期在各种耐淹逆境中的鉴定和评价方法进行了概述,以期为发掘水稻耐淹的有利基因、培育耐淹品种提供更好的思路,奠定有利的基础。

淹水胁迫下鸭茅根系基因差异表达及相关通路分析

近年来我国南方地区洪涝灾害频繁发生,严重制约草牧业的发展。鸭茅作为重要的生态草种和优质牧草,耐淹性较差的特性严重影响其在频繁遭受洪涝区域的推广应用。本研究以国审品种“安巴”鸭茅为研究对象,对淹水胁迫0、8和24 h处理后的幼苗根系生理和转录等进行分析,以探究鸭茅在淹水胁迫下的响应机制。结果显示,淹水胁迫引起鸭茅根系中可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛含量显著增加,相对电导率先减少后显著升高。在淹水胁迫处理8 h后(相较于0 h),鸭茅根系中有5788个差异表达基因,包括上调基因2872个,下调基因2916个。胁迫处理24 h后,鸭茅根系中共有8807个差异表达基因,包括上调基因4123个,下调基因4684个。GO富集显示,这些差异表达基因功能主要涉及多糖代谢、微管结合、纤维素代谢过程、抗氧化反应等。KEGG富集显示,鸭茅根系主要通过苯丙烷生物合成、碳代谢、谷胱甘肽代谢、氨基酸生物合成、淀粉和蔗糖代谢以及糖酵解/糖异生等途径来响应淹水胁迫。进一步分析苯丙烷生物合成、碳代谢、谷胱甘肽代谢通路中的差异表达基因,推测HXK1、HXK2、ADH1、GST和APX2等关键基因在鸭茅响应胁迫中发挥重要作用。MYB、NB-ARC、WRKY、GRAS和AP2等转录因子家族基因在淹水胁迫中表达丰富,可能与鸭茅的耐淹性密切相关。本研究结果为进一步探究鸭茅耐淹的分子机理提供了基础数据,也为后续的鸭茅耐淹性状改良工作提供理论支撑。

水淹胁迫对美洲黑杨嫁接苗叶片色素及光合特性的影响

以‘全红杨’‘中红杨’和‘2025杨'3个品种嫁接苗为试验材料,采用随机区组设计,盆栽模拟水淹环境,以正常浇水条件为对照,研究不同胁迫处理时间下,3个杨树品种的叶片色素含量、光合特性的响应变化及各指标间的相关性。结果表明:水淹胁迫期间,3个杨树品种叶片色素含量及气孔导度(G_(s))、净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))和胞间CO_(2)浓度(C_(i))均极显著下降。胁迫后期,叶绿素a含量下降幅度大于叶绿素b,同时叶片C_(i)升高,羧化效率(CE)下降,C_(i)与P_(n)的相关性由正变为负,三者P_(n)的再次下降主要是由非气孔限制所致。对P_(n)的相关性分析表明,花色素苷含量与‘全红杨’叶片P_(n)呈正相关,而‘2025杨’花色素苷含量与P_(n)呈负相关。水淹胁迫70d,3个杨树品种叶片P_(n)均始终为正值,水分利用效率(WUE)大幅提高,表现出稳定的耐涝遗传特质,其中‘全红杨'耐水淹能力相对较弱。

城市轨道交通工程防淹能力评估方法研究

近年来我国城市轨道交通工程水淹事件频发,人民生命财产安全受到威胁。交通运输部在2022年7月修订的《城市轨道交通初期运营前安全评估管理办法》中增加了“工程项目防洪专项论证报告等材料”作为轨道交通新线投入初期运营前的前提条件之一,因此开展城市轨道交通工程防淹能力研究十分必要和紧迫。本文从外部风险、基础防汛能力、防汛预警能力、应急救援能力等方面研究了影响城市轨道交通工程防淹能力的关键因素,利用专家打分法、层次分析法构建了评估指标体系及其权重系数,并根据我国现行法律法规标准规范提出了各指标评分细则,建立了城市轨道交通运营线路防淹能力评估方法,以期为我国汛期城市轨道交通运营安全提供技术支撑。

华南双季直播稻耐淹成苗率种质筛选及比较分析

本研究旨在鉴定在华南稻区不同季节下适宜直播的水稻种质材料,以适应该地区自然条件并支持新品种培育。选取华南地区广泛使用的水稻品种及其亲本作为试验对象,分别在早季与晚季进行了大田直播淹水成苗实验(水深6 cm)。结果表明,早季直播淹水成苗率均极显著地高于晚季,且早、晚季的淹水成苗率间相关不显著(R^(2)=-0.1253)。在早季条件下,‘Francis’、‘starbonett99’、‘润丰B’、‘Kasalath’和‘粤抗1614’等5个材料展现出较高的淹水成苗率(65.0%~76.5%),并且聚类分析将这5份材料都同聚在类群I;而在晚季条件下,‘玉晶软占’和‘常规稻5’的淹水成苗率最高,分别仅为42.5%和39.5%,同样被聚在类群I。这一结果说明由于华南稻区早晚季气候特征差异,选育直播稻新品种时应考虑选择适合各自季节的淹水成苗率高的种质材料。

碳氮添加对淹水农田黑土温室气体排放的影响

为探究外源碳氮添加对农田土壤温室气体排放的影响,以农田黑土为对象,在25℃和淹水条件下开展室内培养试验,研究外源碳(葡萄糖和乙酸)和氮(硫酸铵)添加对温室气体排放的影响。结果表明,淹水条件碳氮配施显著降低了土壤硝态氮含量,以氮肥配施葡萄糖处理效果更明显。与不施肥的对照处理相比,单施氮肥处理对CO_(2)排放速率无显著影响;与单施氮肥处理相比,碳氮配施显著提高了CO_(2)的排放速率,氮肥配施葡萄糖处理和氮肥配施乙酸处理的CO_(2)累积排放量分别为单施氮肥处理的3.93和2.44倍。与不施肥的对照处理相比,单施氮肥显著增加了N_(2)O排放速率,其累积排放量是对照处理的3.60倍;与单施氮肥处理相比,氮肥配施葡萄糖处理仅在第1天对N_(2)O排放速率有显著促进效果,培养期间N_(2)O累积排放量与单施氮肥处理无显著差异;氮肥配施乙酸处理对N_(2)O排放速率的促进效果持续了5 d,其N_(2)O累积排放量是单施氮肥处理的3.58倍。与不施肥的对照处理相比,单施氮肥处理对CH4排放速率无显著影响;与单施氮肥处理相比,碳氮配施显著促进了培养后期CH4的排放速率和累积排放量,但氮肥配施葡萄糖和氮肥配施乙酸处理之间无显著差异。上述结果表明,在短期淹水条件下,葡萄糖和乙酸的存在可能会促进农田黑土温室气体排放。本研究结果可为黑土温室气体排放评估提供理论依据。

郑州“7·20”地铁水淹事件STAMP致因分析

为探讨河南郑州“7·20”地铁5号线伤亡事件致因,综合运用系统理论事件模型与过程(STAMP)模型,分析5号线伤亡事件安全控制结构,据此逐级辨识事件致因;基于复杂网络理论将事件致因及其联系抽象为网络的节点和边,建立地铁水灾事件网络;计算聚类系数、度数等拓扑参数定量分析事件致因性质,确定关键致因。结果表明:地方党委政府面对汛情的应对部署不紧不实,缺少有效的组织动员和有关部门对工程建设存在失管失察是事件的深层根源;建设单位、设计单位等五方主体单位及运维单位的主体责任失职是事件的主观关键致因;应从政府及有关部门、五方主体单位和运维单位方面采取多元协同的风险防控措施。

一种基于PSO-ELM的低渗透砂岩水淹层测井识别方法

水淹层测井识别对油田开发方案部署及提高采收率有着重要意义。新疆陆梁油田作业区某区块油层水淹类型主要为污水水淹,测井响应特征复杂多变,传统识别图版方法难以对水淹层有效识别。文中基于测井、地质、试油等资料,在水淹层测井响应特征分析基础上,提出了一种利用改进粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)及极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)的水淹层识别方法。首先,利用相关系数优选6个主控因素:RD,RS,GR,SP,DEN,AC。其次,采用改进粒子群算法对极限学习机模型进行参数寻优;最后,利用优化后的模型对研究区水淹层进行预测。结果表明,利用PSO-ELM模型识别水淹层,识别符合率达到91.7%,应用效果优于ELM模型及传统识别图版,为水淹层测井识别提供了新思路。

基于水淹特征分区的复杂断块油藏注采机理研究

对于复杂断块油藏来说,在开发初期由于地质认识不够充分所以一般采取笼统注水等方式,导致开发一段时间后,含水率上升,产量下降快,采油速度大幅下降。进入开发中后期之后,由于断块油藏的复杂构造性,在注水后,在注入水和地层水的共同作用下,含水率快速上升,产生大量水淹井。以B油田为例,通过流线场分析将水淹区划分为流线扩散区、流线密集区、流线均匀区,进行调整提升油田产量。