LEAP-HI: A Data-Driven Fragility Framework for Risk Assessment of Levee Breach

LEAP-HI:用于堤坝溃决风险评估的数据驱动的脆弱性框架

基本信息

  • 批准号:
    2152896
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 200万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-08-01 至 2028-01-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Levees are critical infrastructural elements for flood protection that are built with earth materials. They run parallel to rivers and coastlines and are designed to keep water out of the low-lying communities and agricultural lands behind the levee. America’s over 100,000 miles of levees were built with varying levels of quality using a wide variety of materials that are often dictated by availability rather than engineering specifications and these aging levees are being exposed to increasing stress due to climate change. Moreover, the construction of levees presents the so-called levee paradox, in which the presence of the levee system lowers public perception of risk in protected areas, thereby reducing incentives to take auxiliary precautions and leading to reduced preparedness. This Leading Engineering for America's Prosperity, Health, and Infrastructure (LEAP-HI) research will enable riverside communities to better analyze their options and resources for flood defense and plan for a projected increase in the frequency of extreme weather events. The project will expand our understanding of how infrastructure responds and fails during natural hazards. It will include collaborations between universities (including a Historically Black University), government agencies, and society. Finally, the project will contribute to U.S. workforce development through training a diverse group of students on the development and deployment of cutting-edge technology for the assessment of flood and environmental hazards.This project will address uncertainties in levee performance and levee breach flooding through a convergent approach that integrates smart sensing of geotechnical and hydraulic parameters with probabilistic and deterministic modeling of levee failure and inundation of levee-protected floodplains. The project will investigate an integrated levee monitoring and flood risk assessment system consisting of unmanned aerial vehicle-assisted deployment of novel sensors, automated data collection, and coupled data-driven, probabilistic, and physics-based models. These high fidelity spatial and temporal measurement and modeling capabilities will be leveraged by domain expertise in the fields of hydrology and hydraulics, structural reliability, and geotechnical engineering to create fragility metrics for levee reliability that will be integrated into a system of models for the flood disaster chain. The system will allow decision-makers and stakeholders to monitor and repair vulnerable levees, develop countermeasures, and support a risk-based decision-making process aimed at developing effective risk communication and flood management policy. This project will expand the understanding of floodplain hydrology as well as the dynamic interactions of soil parameters and hydraulic loading. Given the potential for the project’s data, sensor designs, and modeling tools to benefit the public good, the project’s artifacts will be open-sourced and made freely available to enable other researchers and practitioners to leverage the project’s advancements.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
堤坝是用土材料建造的防洪的重要基础设施。它们与河流和海岸线平行,旨在防止水进入堤坝后面的低洼社区和农田。美国超过 100,000 英里的堤坝是使用各种材料建造的,质量水平参差不齐,这些材料通常取决于可用性而不是工程规格,并且由于气候变化,这些老化的堤坝面临着越来越大的压力。此外,堤坝的建设呈现出所谓的堤坝悖论,即堤坝系统的存在降低了公众对保护区风险的认知,从而减少了采取辅助预防措施的动力,导致防备能力下降。这项美国繁荣、健康和基础设施领先工程 (LEAP-HI) 研究将使河滨社区能够更好地分析防洪方案和资源,并针对极端天气事件频率的预计增加制定计划。该项目将扩大我们对基础设施在自然灾害期间如何响应和失效的理解。它将包括大学(包括历史上黑人大学)、政府机构和社会之间的合作。最后,该项目将通过培训不同群体的学生开发和部署用于评估洪水和环境危害的尖端技术,为美国劳动力发展做出贡献。该项目将通过一种融合方法解决堤坝性能和堤坝决口洪水的不确定性,该方法将岩土和水力参数的智能传感与堤坝溃决和洪水的概率和确定性建模相结合。 受堤坝保护的漫滩。该项目将研究综合堤坝监测和洪水风险评估系统,包括无人机辅助部署的新型传感器、自动数据收集以及耦合数据驱动、概率和基于物理的模型。水文和水力学、结构可靠性和岩土工程领域的专业知识将利用这些高保真度空间和时间测量和建模能力,创建堤坝可靠性的脆弱性指标,并将其集成到洪水灾害链模型系统中。该系统将使决策者和利益相关者能够监测和修复脆弱的堤坝,制定对策,并支持基于风险的决策过程,旨在制定有效的风险沟通和洪水管理政策。该项目将扩大对洪泛区水文学以及土壤参数和水力载荷的动态相互作用的理解。鉴于该项目的数据、传感器设计和建模工具有可能造福公共利益,该项目的工件将开源并免费提供,以使其他研究人员和从业者能够利用该项目的进步。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Jasim Imran其他文献

Bayes_Opt-SWMM: A Gaussian process-based Bayesian optimization tool for real-time flood modeling with SWMM
Bayes_Opt-SWMM:基于高斯过程的贝叶斯优化工具,用于使用 SWMM 进行实时洪水建模
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. H. Tanim;Corinne Smith;Austin R.J. Downey;Jasim Imran;E. Goharian
  • 通讯作者:
    E. Goharian
Numerical modeling of hyperpycnal plume
  • DOI:
    10.1016/j.margeo.2005.06.025
  • 发表时间:
    2005-11-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Sadia M. Khan;Jasim Imran;Scott Bradford;James Syvitski
  • 通讯作者:
    James Syvitski
How extreme rainfall and failing dams unleashed the Derna flood disaster
极端降雨和失灵的水坝是如何引发德尔纳洪水灾难的
  • DOI:
    10.1038/s41467-025-59261-9
  • 发表时间:
    2025-05-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15.700
  • 作者:
    Ayman Mokhtar Nemnem;Ahad Hasan Tanim;Audrika Nahian;Sadik Khan;Erfan Goharian;Jasim Imran
  • 通讯作者:
    Jasim Imran

Jasim Imran的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Jasim Imran', 18)}}的其他基金

NSF Convergence Accelerator Track K: COMPASS: Comprehensive Prediction, Assessment, and Equitable Solutions for Storm-Induced Contamination of Freshwater Systems
NSF 融合加速器轨道 K:COMPASS:风暴引起的淡水系统污染的综合预测、评估和公平解决方案
  • 批准号:
    2344357
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 200万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Modeling of Flow and Morphodynamics of Sinuous Submarine Channels
蜿蜒海底航道的流动和形态动力学建模
  • 批准号:
    1061244
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 200万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Career: Experimental and Numerical Modeling of Flow and Morphology Associated with Meandering Submarine Channels
职业:与蜿蜒海底通道相关的流动和形态的实验和数值模拟
  • 批准号:
    0134167
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 200万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

硫碘循环制氢中HI分解催化剂的中毒机制及抗中毒性能提升研究
  • 批准号:
    QN25E060011
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于SMRT Hi-C技术的同源染色体识别与配对机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于单细胞测序解析的Ccl3hi中性粒细胞探讨瓜蒌薤白半夏汤改善心肌缺血再灌注损伤的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于法莫替丁调控的Wnt,信号通路及超高b值非高斯扩散模型探讨HI脑损伤分子机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
靶向Nectin 4的Hi-TCR-T联合放射治 疗用于实体瘤治疗的创新技术研发及临床 应用
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
单细胞测序揭示SPP1hi 间充质干细胞通过 CCL7-CCR2 信号轴靶向 CXCL12hiLy6Chi 巨 噬细胞促进肝脏纤维化机制
  • 批准号:
    Q24C120010
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
色氨酸/AHR代谢信号通路活化CXCL10hi巨噬细胞在PD-1抑制剂致心脏损伤中的作用
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
基于单细胞Hi-C数据的标准化,分类及荟萃分析
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    15.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于心脏巨噬细胞亚群Rel-Mo/CD72hi-Mφ探讨真武汤减轻“ 阳虚湿浊 ”型慢性肾衰心脏损伤的机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
有氧运动通过MeCP2乳酰化激活ZFP36转录促进TREM2hi巨噬细胞抗炎功能改善动脉粥样硬化的机制研究
  • 批准号:
    82372565
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

LEAP-HI: Tackling Brain Diseases with Mechanics: A Data-Driven Approach to Merge Advanced Neuroimaging and Multi-Physics Modeling
LEAP-HI:用力学解决脑部疾病:一种融合先进神经成像和多物理场建模的数据驱动方法
  • 批准号:
    2227232
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 200万
  • 项目类别:
    Standard Grant
LEAP-HI: Fighting Wildfires: A Data-Informed, Physics-Based Computational Framework for Probabilistic Risk Assessment and Mitigation and Emergency Response Management
LEAP-HI:扑灭野火:基于数据的、基于物理的概率风险评估、缓解和应急响应管理计算框架
  • 批准号:
    1953333
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 200万
  • 项目类别:
    Standard Grant
LEAP-HI: Tackling Brain Diseases with Mechanics: A Data-Driven Approach to Merge Advanced Neuroimaging and Multi-Physics Modeling
LEAP-HI:用力学解决脑部疾病:一种融合先进神经成像和多物理场建模的数据驱动方法
  • 批准号:
    1953323
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 200万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Statistical methods for differential peak detection in Hi-C data
Hi-C 数据中差分峰检测的统计方法
  • 批准号:
    9760983
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 200万
  • 项目类别:
Statistical methods for differential peak detection in Hi-C data
Hi-C 数据中差分峰检测的统计方法
  • 批准号:
    9904123
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 200万
  • 项目类别:
Robust mapping of chromatin loops from sparse or single cell Hi-C data with DeepLoop
使用 DeepLo​​op 从稀疏或单细胞 Hi-C 数据中稳健地绘制染色质环
  • 批准号:
    10676223
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 200万
  • 项目类别:
HI RES DATA OF NATIVE DIHEME CYTOCHROME C PEROXIDASE FROM NITROSOMONAS EUROPAEA
欧洲亚硝化单胞菌天然二血红素细胞色素 C 过氧化物酶的高分辨率数据
  • 批准号:
    6658501
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 200万
  • 项目类别:
HI RES ANOMALOUS DATA FROM PLATINUM SOAKED CRYSTALS OF ENZYME URO D: MAD PHASING
来自酶 URO D 铂浸泡晶体的高分辨率异常数据:MAD 定相
  • 批准号:
    6658542
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 200万
  • 项目类别:
HI RES DATA OF NATIVE DIHEME CYTOCHROME C PEROXIDASE FROM NITROSOMONAS EUROPAEA
欧洲亚硝化单胞菌天然二血红素细胞色素 C 过氧化物酶的高分辨率数据
  • 批准号:
    6586534
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 200万
  • 项目类别:
HI RES ANOMALOUS DATA FROM PLATINUM SOAKED CRYSTALS OF ENZYME URO D: MAD PHASING
来自酶 URO D 铂浸泡晶体的高分辨率异常数据:MAD 定相
  • 批准号:
    6586575
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 200万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了