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Coupling effect analysis of dam break flood spread and building collapse based on numerical simulation

Science China Technological Sciences 2024年第11期67卷 3571-3584页

作者： SONG TianXu liu jiahong MEI Chao ZHANG MengXue WANG Hao NAZLI Sana State Key Laboratory of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin China Institute of Water Resources and Hydropower Research Key Laboratory of River Basin Digital Twinning of Ministry of Water Resources Engineering and Technology Research Center for Water Resources and Hydrogeology of the Ministry of Water Resources

Large-scale floods induced by dam failures could cause significant structural damage to buildings and massive loss of life. The coupling effect of large-scale flood spread and building collapse has complex impacts on the entire flow field, affecting flood risk assessment and building vulnerability evaluation. In this paper, a dynamic elevation change model designed to seamlessly interface with a structural vulnerability assessment model to investigate the interaction effect between floods and buildings is presented. The efficiency of the framework was validated by reconstructing the Gleno Dam-Break flood in Italy. Subsequently, a hydrodynamic model of the Jinsha-Yalong River that considers dynamic building collapse was established. The proposed model was compared with two traditional building treatment approaches and one that ignored the buildings. The results show that the interaction between the flood and buildings decreases the low-velocity area(below 1 m/s) by 7.44%-9.56% while increasing the high velocity area(above 4 m/s) by 10.71%-11.96%. Traditional and neglecting building treatments provide preliminary insights into densely built areas, and the latter could be an alternative for simplification because it can represent the worst-case *** collapse in response to large-scale floods typically occurs in four stages: flood spread, rapid expansion, gradual expansion, and flood recession. This analysis offers novel perspectives on flood prediction and simulations where the floodplain may contain buildings. This method could be useful for assessing structural vulnerability associated with large building stocks and developing flood mitigation strategies in densely populated areas.

关键词： dam break flood risk structural vulnerability building collapse urban area

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基于知识图谱的城市洪涝灾害链推演及时空特性解析

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水科学进展 2024年第2期35卷 185-196页

作者：王浩杜伟刘家宏王佳梅超中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 水利部数字孪生流域重点实验室(筹) 北京100038 北京工业大学城市建设学部北京100124

城市洪涝灾害具有链式传播特性,解析城市洪涝灾害链的传递规律和时空演变特征对于阻断灾害链具有重要意义。本研究以郑州“7·20”特大暴雨洪涝灾害中地铁5号线被淹和京广快速路隧道被淹2个事件为案例,构建知识图谱揭示灾害链传递规律... 详细信息

城市洪涝灾害具有链式传播特性,解析城市洪涝灾害链的传递规律和时空演变特征对于阻断灾害链具有重要意义。本研究以郑州“7·20”特大暴雨洪涝灾害中地铁5号线被淹和京广快速路隧道被淹2个事件为案例,构建知识图谱揭示灾害链传递规律。通过复盘灾害链的演变过程,从中识别灾害链中的诱发点、引爆点、扩散点以及放大点,并着重分析致灾机理以及灾害链的时空特性,以灾害曲线形式直观展示不同灾害链的影响程度。郑州“7·20”洪涝灾害典型案例解析表明,两事件存在多个灾害链阻断时机,在救灾过程中应综合考虑灾前、灾中因素的影响,果断采取断链措施,并且要充分发挥应急措施的时效性,及时阻断引爆点和扩散点,降低洪涝灾害损失。该方法能够应用于链式灾害的复盘,指导分析具体事件的致灾机理和救灾切入点。

关键词：城市洪涝灾害链知识图谱灾害链传递灾害链推演时空特性

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基于ANUSPLIN插值法的青海湖流域数字流域模型研究

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水资源保护 2024年第4期40卷 82-91页

作者：王海彬刘家宏刘希胜王东中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 中国水利水电科学研究院水利部数字孪生流域重点实验室北京100038 青海省水文水资源测报中心青海西宁810001

基于青海湖流域2010—2020年的降水资料,利用ANUSPLIN插值法反演了青海湖流域的降水时空分布。结合水文气象及地球遥感解译等资料,构建了青海湖流域数字流域模型,并对模型参数进行了率定和验证。将模型应用于探究下垫面变化对流域水文... 详细信息

基于青海湖流域2010—2020年的降水资料,利用ANUSPLIN插值法反演了青海湖流域的降水时空分布。结合水文气象及地球遥感解译等资料,构建了青海湖流域数字流域模型,并对模型参数进行了率定和验证。将模型应用于探究下垫面变化对流域水文过程的影响,解析了青海湖流域水循环演变规律和驱动机制,并对关键参数进行了敏感性分析。结果表明:在率定期和验证期,布哈河口站纳什效率系数分别为0.72和0.67,刚察站分别为0.81和0.84,说明数字流域模型适用于青海湖流域降水长时空序列模拟;土壤垂向下渗速率和土壤水平渗透速率主要影响径流的峰值,其中表层土水平渗透速率最敏感;土壤孔隙率及初始含水量主要影响径流的基流,其中中层土初始含水量最敏感。

关键词：数字流域模型 ANUSPLIN插值法下垫面敏感性分析青海湖流域

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中国男男性行为者HIV暴露前预防用药知信行及影响因素的Meta分析

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中国艾滋病性病 2024年第9期30卷 999-1004页

作者：雷达靳廷丽刘家虹江西省疾病预防控制中心重大疫情防控江西省重点实验室南昌330001

目的了解中国MSM对于HIV PrEP的认知、意愿、行为及相关影响因素。方法计算机检索Web of Science、PubMed、Science Direct、The Cochrane Library和万方、维普、中国知网、中国生物医学文献数据库中有关MSM对PrEP知识知晓、接受意愿、... 详细信息

目的了解中国MSM对于HIV PrEP的认知、意愿、行为及相关影响因素。方法计算机检索Web of Science、PubMed、Science Direct、The Cochrane Library和万方、维普、中国知网、中国生物医学文献数据库中有关MSM对PrEP知识知晓、接受意愿、使用情况的横断面研究,运用RevMan 5.3软件进行Meta分析。结果共纳入33篇文献,样本总量为38577例MSM。Meta分析得出MSM对PrEP的知晓率为55%(95%CI:45%~65%),了解PrEP知识后对PrEP的接受意愿率为58%(95%CI:46%~71%),PrEP实际使用率为8%(95%CI:6%~11%)。文化程度为大专及以上(OR=1.95,95%CI:1.59~2.38)、月收入≥5000元(OR=1.62,95%CI:1.28~2.05)、性向为同性恋者(OR=2.01,95%CI:1.65~2.44)、自我感知HIV感染高风险(OR=2.12,95%CI:1.34~3.35)及知晓PrEP(OR=2.52,95%CI:1.71~3.72)是中国MSM使用PrEP的促进因素。结论我国MSM对于PrEP的认知及意愿水平一般,实际使用率更低。影响MSM使用PrEP的因素较多,根据不同影响因素探索符合我国MSM特点的PrEP服务模式,加强MSM对PrEP的意愿-行为转换,可有效促进PrEP的应用和推广。

关键词：艾滋病病毒暴露前预防男男性行为者认知、意愿、使用

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完全图K_(31)的电流图构造

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运筹与模糊学 2024年第2期14卷 1270-1275页

作者：刘家宏中央民族大学理学院北京

本文根据电流图的构造原理,对K_(31)的两类电流图分别构造了方程组,通过编程求解方程组,从而得到了完全图K_(31)的两类电流图的所有电流图分别有536和580个,为研究其可定向嵌入及染色等相关问题奠定了基础。

关键词：完全图电流图线性方程组

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利比亚德尔纳2023年极端洪水模拟复盘分析

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水利学报 2024年第6期55卷 723-734页

作者：刘家宏宋天旭梅超王佳张克寒中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 水利部数字孪生流域重点实验室北京100038

全球气候变化背景下,极端强降雨和洪涝等水文事件的极值屡屡刷新历史记录,造成重大损失。2023年9月10—11日,在地中海飓风“丹尼尔”的影响下,利比亚东北部地区发生罕见特大暴雨,引发德尔纳市上游两座水库接连溃决,造成巨大人员伤亡。... 详细信息

全球气候变化背景下,极端强降雨和洪涝等水文事件的极值屡屡刷新历史记录,造成重大损失。2023年9月10—11日,在地中海飓风“丹尼尔”的影响下,利比亚东北部地区发生罕见特大暴雨,引发德尔纳市上游两座水库接连溃决,造成巨大人员伤亡。本文对德尔纳市极端洪水事件进行了梳理,并以德尔纳市洪灾及受影响区域为研究对象,建立了二维水动力模型,对溃坝洪水进行了模拟和复盘分析。通过哥白尼应急管理服务(Copernicus Emergency Management Service,CEMS)提供的受灾数据对模型结果进行对比验证(CEMS持续监测欧洲和全球即将发生或实时发生的灾难事件)。结果显示,影响德尔纳市的溃坝洪水持续了2 h左右,对城市的破坏主要集中在前30 min。本次复盘分析了德尔纳市溃坝洪水演进与风险分布特征,可为我国城市地区大坝溃决风险防控、早期预警和应急管理提供参考借鉴,同时也可为世界其他地区的大坝溃决风险防控、早期预警和应急管理提供参考借鉴。

关键词：极端降雨溃坝洪水城市洪涝灾害复盘风险评估

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面向人机协同的教师数智素养:测评框架、现状审视与优化路径

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教育发展研究 2024年第10期44卷 21-29页

作者：冯剑峰姜浩哲刘珈宏华东师范大学基础教育与终身教育发展部上海200062 浙江大学教育学院杭州310058 华东师范大学第五附属学校

人工智能能否在教育领域发挥变革性作用,关键就在于人工智能能否有效地与教育者和学习者实现有效的协同。对教师而言,有效的人机协同不仅要求其具备人工智能素养和数据素养,还要求其将二者进行有机融合,形成“数智素养”。面向人机协同... 详细信息

人工智能能否在教育领域发挥变革性作用,关键就在于人工智能能否有效地与教育者和学习者实现有效的协同。对教师而言,有效的人机协同不仅要求其具备人工智能素养和数据素养,还要求其将二者进行有机融合,形成“数智素养”。面向人机协同的教师数智素养由基本数智知识与技能、高阶数智思维能力、数智信念与伦理三个维度构成。对上海市1017位中小学教师调查发现,当前教师面向人机协同的数智素养尚未达到比较理想的水平。教师面向人机协同的数智素养水平会受到任教学校类型的显著影响,而其部分维度则会受到教龄、职称和任教学科的显著影响。本研究据此提出如下优化路径:以夯实知识基础和重视思维培养为重点,推动教师数智素养的可持续发展;以提高高级职称教师和文科教师数智素养水平为着力点,以点带面实现教师群体素养水平的整体发展;以将数智素养内容融入教师教育课程为基点,促进人机协同时代教师职前培养和职后培训一体化发展。

关键词：人机协同教师数智素养优化路径

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二维纳米棒结构CoMn_(2)O_(4)/CC电极材料的制备及其电化学性能

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材料工程 2024年第6期52卷 59-68页

作者：刘家宏卢世晨王立奎刘燕红温玉清尚伟桂林理工大学化学与生物工程学院广西电磁化学功能物质重点实验室广西桂林541006

金属氧化物因其高容量、低成本、适于商业化、环保等特点而常被应用于超级电容器电极材料。以Mn-MOF为前驱体,将其置于乙醇中与Co(NO_(3))_(2)进行离子交换和刻蚀反应,然后在空气中热处理,最后在碳布(carbon cloth,CC)基体上得到高度结... 详细信息

金属氧化物因其高容量、低成本、适于商业化、环保等特点而常被应用于超级电容器电极材料。以Mn-MOF为前驱体,将其置于乙醇中与Co(NO_(3))_(2)进行离子交换和刻蚀反应,然后在空气中热处理,最后在碳布(carbon cloth,CC)基体上得到高度结晶的CoMn_(2)O_(4)二维纳米棒结构。对不同Co(NO_(3))_(2)添加量下制备的CoMn_(2)O_(4)/CC和直接热处理得到的Mn_(2)O_(3)/CC进行SEM和XRD分析,并且通过循环伏安测试、恒电流充放电测试和交流阻抗测试等进行电化学性能测试。结果表明:0.3 g Co(NO_(3))_(2)刻蚀后CoMn_(2)O_(4)/CC的母体结构相对保留良好,形成中空的纳米空心结构,热处理后在碳布上原位生长的垂直纳米棒结构均一密集地包裹碳纤维,由于无任何黏合剂的添加,确保较高的力学稳定性和导电性。在1.2 mA·cm^(-2)的电流密度下,电极材料具有809.8 mF·cm^(-2)的面积比电容;在5 mA·cm^(-2)的电流密度下循环5000周次后电容保持率为79.1%,是具有潜在应用前景的一种电极材料。

关键词：超级电容器锰基金属有机骨架衍生物电极材料柔性

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极端降雨下地下空间淹水对城市内涝过程的影响研究

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应用基础与工程科学学报 2024年第2期32卷 349-364页

作者：宋天旭刘家宏梅超王佳张克寒石虹远中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 水利部数字孪生流域重点实验室北京100038

极端降雨会引起城市内涝,造成地面严重积水,从而威胁城市地表及地下空间的生命财产安全.当前水动力模型涉及地下空间的模拟较少,地下空间设防高度对城市内涝时空分布特征的影响分析还存在不足.针对以上问题,以郑州市二七区主城区在“7... 详细信息

极端降雨会引起城市内涝,造成地面严重积水,从而威胁城市地表及地下空间的生命财产安全.当前水动力模型涉及地下空间的模拟较少,地下空间设防高度对城市内涝时空分布特征的影响分析还存在不足.针对以上问题,以郑州市二七区主城区在“7·20”特大暴雨事件中的内涝过程为例,构建了考虑地下空间淹水的城市内涝模型.模拟了在地下空间不同设防高度下,城市内涝时空分布特征.研究结果显示:(1)构建的地下空间淹水模型具有一定物理机制,参数可量化,且计算简便,适用于大范围考虑地下空间淹水的城市内涝模拟;(2)不考虑地下空间淹水会使地表内涝风险被高估,高风险与超高风险面积之和将会增大10.7%;(3)当设防高度增加10cm时,城市地表的积水最大深度提高10.0%,流速增加2.3%,高风险与超高风险面积增加3.4%.这一结果表征了地下空间设防高度对城市内涝过程的影响机制与规律,为科学设置设防高度,有效防控城市地表-地下整体内涝风险提供了参考和依据.

关键词：极端降雨 “7·20”暴雨城市内涝地下空间地表-地下联合模拟风险评估设防高度

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江西省临床医生丙型肝炎知晓情况分析

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中国公共卫生 2024年第7期40卷 800-803页

作者：刘培林刘家虹周文滔龚俊平江西省疾病预防控制中心艾滋病性病防制所南昌330029 江西省疾病预防控制中心青年科研创新攻关团队南昌330029

目的了解江西省临床医生丙型肝炎(简称丙肝)防治专业知识知晓水平,为有针对性地开展培训和制定院内丙肝病例筛查管理措施提供参考。方法 2021年8月—2022年5月,按照中国疾病预防控制中心《全国丙肝知识知晓率调查实施方案》要求,对江西... 详细信息

目的了解江西省临床医生丙型肝炎(简称丙肝)防治专业知识知晓水平,为有针对性地开展培训和制定院内丙肝病例筛查管理措施提供参考。方法 2021年8月—2022年5月,按照中国疾病预防控制中心《全国丙肝知识知晓率调查实施方案》要求,对江西省5个县区10家医疗机构的临床医生进行现场调查。内容包括丙肝的检测发现、诊断报告和治疗动员知识共16题,答对≥12题判定为知晓丙肝防治专业知识。采用多因素logistic回归模型分析临床医生丙肝知晓情况及相关影响因素。结果共发放问卷752份,收回有效问卷751份。临床医生丙肝防治专业知识知晓率为17.0%,其中“丙肝病例的诊断分类”“丙肝临床诊断病例的诊断依据”和“丙肝病例诊断后的正确做法”等问题回答正确率较低,分别为7.0%、7.0%和33.9%。相对于外科医生,感染性疾病科医生(OR=8.308,95%CI=3.746~18.427)和内科医生(OR=1.855,95%CI=1.011~3.406)知晓率较高;相对于本科学历医生,硕士及以上学历临床医生知晓率较高(OR=1.750,95%CI=1.157~2.647)。结论江西省临床医生丙肝防治专业知识知晓水平较低,科室和文化程度是主要影响因素。

关键词：丙型肝炎临床医生知晓率江西省

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