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基于深度学习和水动力模型的洪水演进快速模拟方法

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中国防汛抗旱 2024年第2期34卷 16-22页

作者：廖耀星高玮志张轩赖成光王兆礼华南理工大学土木与交通学院广州510641 人工智能与数字经济广东省实验室(广州) 广州510330 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210029

洪涝灾害的快速模拟及预警预报是洪涝防灾减灾的重点,但目前基于物理机制的城市洪涝模型的模拟时效仍然过低。通过结合水动力模型模拟生成的洪水淹没数据和深度学习技术,构建基于卷积神经网络(CNN)的深度学习洪水模拟模型,对城市洪水淹... 详细信息

洪涝灾害的快速模拟及预警预报是洪涝防灾减灾的重点,但目前基于物理机制的城市洪涝模型的模拟时效仍然过低。通过结合水动力模型模拟生成的洪水淹没数据和深度学习技术,构建基于卷积神经网络(CNN)的深度学习洪水模拟模型,对城市洪水淹没演进情况进行快速模拟。结果表明,所构建的CNN模型能较好地模拟洪水淹没的演进情况,预测峰值水深误差在8%以内,对淹没范围模拟效果良好。CNN模型具有极高的洪水淹没模拟效率,在保持和水动力模型近似精度的同时,计算效率可提升约400倍。研究结果可为流域与城市洪水淹没快速模拟、洪涝灾害预警预报和数字孪生流域建设等提供技术支撑。

关键词：洪水淹没水动力模型深度学习快速模拟

丹参多酚酸盐调控Nrf2/HO-1信号通路对膜性肾病大鼠氧化应激的影响

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天津中医药 2024年第7期41卷 922-928页

作者：潘华荣高圣柠申晨卉檀淼唐淼王兆黎檀金川河北中医药大学石家庄050011 河北省中医院石家庄050011 河北医科大学第四医院石家庄050000 河北医科大学第二医院石家庄050000

[目的]基于血清核转录因子2(Nrf2)/血红蛋白氧合酶-1(HO-1)信号通路探讨丹参多酚酸盐对膜性肾病(MN)大鼠氧化应激的影响。[方法] 80只SD雄性大鼠随机选取20只为正常对照组,其余60只大鼠均采用尾静脉注射阳离子化牛血清白蛋白(C-BSA)构... 详细信息

[目的]基于血清核转录因子2(Nrf2)/血红蛋白氧合酶-1(HO-1)信号通路探讨丹参多酚酸盐对膜性肾病(MN)大鼠氧化应激的影响。[方法] 80只SD雄性大鼠随机选取20只为正常对照组,其余60只大鼠均采用尾静脉注射阳离子化牛血清白蛋白(C-BSA)构建MN模型,MN模型大鼠复制成功后随机分为模型组,盐酸贝那普利组(10 mg/kg),丹参多酚酸盐分为低、中、高剂量组(16.7、33.3、66.7 mg/kg)。药物灌胃连续4周,1次/d,正常组和模型组予以相等体积的生理盐水灌胃。治疗后检测大鼠24 h尿蛋白定量(24 h UTP)。给药结束后,经大鼠腹主动脉取血检测血尿素氮(BUN),血清肌酐(Scr),三酰甘油(TG),总胆固醇(TC),总蛋白(TP),白蛋白(ALB)水平;过碘酸-六胺银(PASM)染色观察大鼠肾组织病理形态;免疫荧光检测肾组织免疫球蛋白G(IgG)、补体C3沉积情况;采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测大鼠血清中超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)表达情况;蛋白免疫印迹法(Western Blot)和实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)观察肾组织Nrf2、HO-1蛋白及Nrf2、HO-1 mRNA表达。[结果]与正常组相比,模型组大鼠肾小球出现体积增大、基底膜增厚、“钉突”形成,沿毛细血管襻有补体C3、IgG弥漫性沉积,24 h UTP、血清TG、TC水平显著升高(P<0.01),TP、ALB水平显著降低(P<0.01),BUN、SCr差异无统计学意义;血清中SOD表达显著降低(P<0.01),MDA表达显著升高(P<0.01);肾组织Nrf2、HO-1 mRNA及蛋白表达显著降低(P<0.01)。与模型组相比,各治疗组大鼠24 h UTP、血清TG、TC水平显著降低(P<0.05或P<0.01),TP、ALB水平显著升高(P<0.01),但丹参多酚酸盐低剂量组改善不明显;各治疗组肾脏病理损害明显改善;SOD表达水平显著升高(P<0.01),MDA表达水平明显降低(P<0.01);Nrf2、HO-1mRNA及蛋白表达显著升高(P<0.05或P<0.01)。[结论]丹参多酚酸盐可能通过调控Nrf2/HO-1信号通路,缓解肾组织氧化应激,进而保护肾脏及延缓疾病进展。

关键词：丹参多酚酸盐膜性肾病氧化应激 Nrf2/HO-1信号通路

Nitrogen-doped carbon nanotubes by multistep pyrolysis process as a promising anode material for lithium ion hybrid capacitors

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Chinese Chemical Letters 2020年第9期31卷 2239-2244页

作者： Juan Yang Dan Xu Ruilin Hou Junwei Lang zhaoli wang Zhengping Dong Jiantai Ma College of Chemistry and Chemical Engineering Gansu Provincial Engineering Laboratory for Chemical Catalysis.Laboratory of Special Function Materials and Structure Design of the Ministry of EducationLanzhou UniversityLanzhou 730000China Laboratory of Clean Energy Chemistry and Materials State Key Laboratory of Solid LubricationLanzhou Institute of Chemical PhysicsChinese Academy of SciencesLanzhou 730000China College of Physical Science and Technology Lanzhou UniversityLanzhou 730000China

Lithium-ion hybrid capacitors(LIHCs) is a promising electrochemical energy storage devices which combines the advantages of lithium-ion batteries and ***,we developed a facile multistep pyrolysis method,prepared an amorphous structure and a high-level N-doping carbon nanotubes(NCNTs),and by removing the Co catalyst,opening the port of NCNTs,and using NCNTs as anode *** is shows good performance due to the electrolyte ions enter into the electrode materials and facilitate the charge ***,we employ the porous carbon material(APDC) as the cathode to couple with anodes of NCNTs,building a LIHCs,it shows a high energy density of 173 Wh/kg at 200 W/kg and still retains 53 Wh/kg at a high power density of 10 kW/kg within the voltage window of 0-4.0 V,as well as outstanding cyclic life keep 80% capacity after 5000 *** work provides an opportunity for the preparation of NCNTs,that is as a promising high-performance anode for LIHCs.

关键词： N-doping carbon nanotubes Multistep pyrolysis Anode Porous carbon Lithium ion hybrid capacitors

Exosomes derived from microglia overexpressing miR-124-3p alleviate neuronal endoplasmic reticulum stress damage after repetitive mild traumatic brain injury

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Neural Regeneration Research 2024年第9期19卷 2010-2018页

作者： Yan wang Dai Li Lan Zhang Zhenyu Yin zhaoli Han Xintong Ge Meimei Li Jing Zhao Shishuang Zhang Yan Zuo Xiangyang Xiong Han Gao Qiang Liu Fanglian Chen Ping Lei Department of Geriatrics Tianjin Medical University General HospitalTianjinChina Tianjin Geriatrics Institute Tianjin Medical University General HospitalTianjinChina Tianjin Neurological Institute Tianjin Medical University General HospitalTianjinChina

We previously reported that miR-124-3p is markedly upregulated in microglia-derived exosomes following repetitive mild traumatic brain ***,its impact on neuronal endoplasmic reticulum stress following repetitive mild traumatic brain injury remains *** this study,we first used an HT22 scratch injury model to mimic traumatic brain injury,then co-cultured the HT22 cells with BV2 microglia expressing high levels of *** found that exosomes containing high levels of miR-124-3p attenuated apoptosis and endoplasmic reticulum ***,luciferase reporter assay analysis confirmed that miR-124-3p bound specifically to the endoplasmic reticulum stress-related protein IRE1α,while an IRE1αfunctional salvage experiment confirmed that miR-124-3p targeted IRE1αand reduced its expression,thereby inhibiting endoplasmic reticulum stress in injured ***,we delivered microglia-derived exosomes containing miR-124-3p intranasally to a mouse model of repetitive mild traumatic brain injury and found that endoplasmic reticulum stress and apoptosis levels in hippocampal neurons were significantly *** findings suggest that,after repetitive mild traumatic brain injury,miR-124-3 can be transferred from microglia-derived exosomes to injured neurons,where it exerts a neuroprotective effect by inhibiting endoplasmic reticulum ***,microglia-derived exosomes containing miR-124-3p may represent a novel therapeutic strategy for repetitive mild traumatic brain injury.

关键词： apoptosis C/EBP homologous protein endoplasmic reticulum stress exosome inositol-requiring enzyme 1α microglia miR-124-3p neuron repetitive mild traumatic brain injury X-box binding protein 1

Heavy Metal Emission Characteristics of Urban Road Runoff

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Journal of Environmental & Earth Sciences 2020年第1期2卷 14-20页

作者： Xintuo Chen Chengyue Lai Yibin YuanJia She Yiyao wang Jiayang Chen zhaoli wang Ke Zhong Institute of Water Environment Research Chengdu Research Academy of Environmental Protection ScienceChengduChina Environmental Monitoring and Analysis Laboratory Chengdu Research Academy of Environmental Protection ScienceChengduChina Institute of Model Research and Application Chengdu Research Academy of Environmental Protection ScienceChengduChina Institute of Watershed Research Chengdu Research Academy of Environmental Protection ScienceChengduChina Chengdu Experimental Primary School ChengduChina

Pavement runoff sampling points were set up on the main roads of Chengdu *** rainfall-runoff events from July to September in 2017 were sampled by synchronous observation of rainfall,runoff and *** concentration changes of copper,lead,zinc,chromium and cadmium in the runoff process were monitored,and the pollution emission regularity and initial scouring effect were *** results show that the emission regularity of pavement runoff pollution is closely related to rainfall characteristics and pollutant occurrence,and the concentration of dissolved heavy metals reaches its peak at the initial stage of *** peak time of particulate heavy metal concentration lagged slightly behind that of rainfall *** is a big difference between the strength of initial scouring degree and dissolved heavy metals the stronger the initial scouring degree of total heavy metals,the weaker the dissolved heavy *** pavement runoff in the early stage of rainfall is an effective means to control heavy metal pollution.

关键词： Heavy Metal Pavement runoff Emission characteristics Flush effect Pollutant

基于TELEMAC-2D和SWMM模型的城市内涝数值模拟

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水资源保护 2022年第1期38卷 117-124页

作者：王兆礼陈昱宏赖成光华南理工大学土木与交通学院广东广州510641 广东省水利工程安全与绿色水利工程技术研究中心广东广州510641

以广州长湴地区为例,基于SWMM和TELEMAC-2D模型构建一种新的耦合模型TSWM,通过历史暴雨事件验证、模型对比等方式评估了TSWM模型的适用性和可靠性,并对不同重现期暴雨开展了数值模拟。结果表明:TSWM模型能较准确地模拟研究区的内涝情况... 详细信息

以广州长湴地区为例,基于SWMM和TELEMAC-2D模型构建一种新的耦合模型TSWM,通过历史暴雨事件验证、模型对比等方式评估了TSWM模型的适用性和可靠性,并对不同重现期暴雨开展了数值模拟。结果表明:TSWM模型能较准确地模拟研究区的内涝情况,可实现城市内涝精细化模拟;与基于SWMM和LISFLOOD-FP、WCA2D的耦合模型相比,TSWM模型可得到更为精细的模拟结果;由于排水管网系统标准偏低,研究区在极端暴雨情况下容易发生内涝,建议采取提高排水管网系统标准、构建泵闸联合调度方案、布设LID设施等措施降低暴雨内涝影响;TSWM模型在复杂城区内涝数值模拟方面具有良好的适用性和较高的模拟精度。

关键词：城市内涝数值模拟 TELEMAC-2D SWMM 模型耦合长湴

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不同暴雨情景下的城市内涝响应特征分析

水资源保护 2023年第3期39卷 101-108,133页

作者：赖成光廖耀星王兆礼华南理工大学土木与交通学院广东广州510641 人工智能与数字经济广东省实验室(广州) 广东广州510330

针对近年来频发的城市暴雨内涝灾害问题,以广州长湴地区为例,构建了基于SWMM和LISFLOOD-FP的内涝耦合模型,结合历史暴雨事件提出一种新的短历时暴雨过程设计方法,在此基础上设计了114种暴雨情景,探讨了不同暴雨雨型和集中度条件下的城... 详细信息

针对近年来频发的城市暴雨内涝灾害问题,以广州长湴地区为例,构建了基于SWMM和LISFLOOD-FP的内涝耦合模型,结合历史暴雨事件提出一种新的短历时暴雨过程设计方法,在此基础上设计了114种暴雨情景,探讨了不同暴雨雨型和集中度条件下的城市内涝响应特征。结果表明:单峰雨型下的溢流和淹没情况比双峰和均匀型要高;在单峰雨型中,峰后型暴雨的溢流峰值最高,峰中和峰后型暴雨的溢流总量较大,峰后型暴雨导致的整体淹没情况较严重;重现期小于50 a时芝加哥型(r=0.7)暴雨导致的淹没情况最严重,而重现期大于50 a时单峰Ⅱ型(峰后型)暴雨的淹没情况最严重;重现期为100 a时单峰Ⅱ型的淹没范围及水深比芝加哥型(r=0.7)暴雨分别高8%和64%;暴雨集中度每上升一个等级,溢流及淹没情况明显加重;目前常用的芝加哥雨型在一定情况下存在低估内涝的风险,建议在内涝分析时进一步考虑更危险的雨型以及暴雨的集中度。

关键词：城市内涝内涝耦合模型设计暴雨暴雨雨型集中度长湴地区

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基于ANUGA和SWMM耦合模型的车陂涌流域内涝模拟分析

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水资源保护 2023年第3期39卷 82-90页

作者：雷向东王兆礼曾照洋赖成光华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640 琶洲实验室广东广州510335 华南理工大学土木与交通学院广东广州510640

为探究设计暴雨雨峰位置对城市内涝的响应规律,以广州车陂涌流域某片区为研究区,基于ANUGA和SWMM构建耦合模型AGSWM,采用实测降雨的流量和内涝数据对AGSWM进行验证,并对不同雨峰位置的设计暴雨情景进行了内涝模拟与分析。结果表明:耦合... 详细信息

为探究设计暴雨雨峰位置对城市内涝的响应规律,以广州车陂涌流域某片区为研究区,基于ANUGA和SWMM构建耦合模型AGSWM,采用实测降雨的流量和内涝数据对AGSWM进行验证,并对不同雨峰位置的设计暴雨情景进行了内涝模拟与分析。结果表明:耦合模型AGSWM具有良好的模拟精度,能够较好地反映车陂涌内涝时空演进过程;在低重现期后峰情景和高重现期中峰情景下,内涝积水总量、总淹没面积、重度内涝等级的淹没面积和重度内涝等级的易涝点最大水深较大;在低重现期前峰情景、高重现期后峰情景下,积水峰现延迟时间较长。

关键词：城市内涝 ANUGA SWMM 设计暴雨车陂涌流域

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肌骨超声定位下体外冲击波治疗梨状肌综合征的临床疗效

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齐齐哈尔医学院学报 2022年第13期43卷 1236-1240页

作者：王昭力天津医院中西医结合骨伤科天津300211

目的探究在肌骨超声引导下采用体外冲击波治疗梨状肌综合征的临床效果。方法选择2019年9月—2021年7月于本科确诊并行体外冲击波治疗的80例梨状肌综合征患者为研究对象,依据治疗方法差异随机分为对照组(常规体外冲击波治疗组)与治疗组(... 详细信息

目的探究在肌骨超声引导下采用体外冲击波治疗梨状肌综合征的临床效果。方法选择2019年9月—2021年7月于本科确诊并行体外冲击波治疗的80例梨状肌综合征患者为研究对象,依据治疗方法差异随机分为对照组(常规体外冲击波治疗组)与治疗组(肌骨超声引导下体外冲击波治疗组)两组,每组各40例。采用回顾性分析方式,分别于治疗前后对比分析两组患者疼痛程度(VAS评分)及改善程度、髋关节活动能力(Harris评分)、下肢功能障碍(ODI评分)、患侧梨状肌厚度以及患者满意度。结果治疗前,两组患者在疼痛程度(VAS评分)、髋关节活动能力(Harris评分)、下肢功能障碍(ODI评分)及患侧梨状肌厚度方面对比未见明显差异(P>0.05)。治疗后,两组患者在疼痛程度(VAS评分)、髋关节活动能力(Harris评分)、下肢功能障碍(ODI评分)及患侧梨状肌厚度方面均较治疗前有显著改善(P<0.01),且治疗组改善情况更优于对照组(P<0.05)。治疗后,患者满意度方面治疗组优于对照组,差异具有统计学意义(χ~2=4.5070,P=0.0338<0.05),且治疗组总体临床疗效优于对照组,差异具有统计学意义(Z=2.0765,P=0.0380<0.05)。结论肌骨超声引导下采用体外冲击波治疗梨状肌综合征可达到精准治疗的目的,并能有效提高临床疗效以及患者满意度。

关键词：肌骨超声体外冲击波梨状肌综合征临床疗效