使用PLAXIS进行岩土工程设计和分析，证实可持续性大坝的技术可行性和可扩展性

应对水资源短缺和全球能源危机

Bentley软件公司举办了首届“未来基础设施之星挑战赛”，这是Bentley Education计划的一项活动，旨在激励年轻人推进基础设施建设发展并培养他们的数字技能，该项赛事要求学生使用Bentley应用程序构思一个用于解决全球环境问题且能改变世界的基础设施项目。该计划收到了来自60多个国家/地区的144份参赛作品，最终选出了10名决赛入围选手，他们向公众和专家评委会展示了他们的设计理念。Rodman Raul Cordova Rodriguez是由公众投票选出的获奖者，获得了2,000美元的奖金，目前获奖者正在里约热内卢天主教大学岩土工程专业攻读博士学位，他的参赛项目是：建设应对水资源短缺和全球能源危机的创新型大坝。

Cordova Rodriguez表示：“超过300万人无法获得水资源，超过20亿人生活在极度缺水的环境中。”按照目前的使用速度，到2025年，全球66%的人口可能会遭遇水资源短缺。随后发生的能源危机和气候变化会导致这种状况进一步恶化。由于能源和水的消耗量分别以人口增长率的4倍和9倍的速度持续增长，由此对民众和环境产生严重的影响，解决成本也会变得更加高昂。受到这些令人震惊的事实的启发，Rodriguez力图建设能够生产清洁能源并改善供水的基础设施。

构思可扩展且可持续的解决方案

攻读岩土工程专业的Cordova Rodriguez提出了一个与土方和大坝监测相关的解决方案，以生产水电这一可再生能源，同时助力储存饮用水。Cordova Rodriguez解释道：“我提出了关于可持续性土坝的想法，使用回收的塑料沥青作为大坝的核心部分。”这是一种柔韧且富有延展性的粘弹性塑料材料，回收的沥青具有防水性能，可防止水从大坝核心部位渗出，并且能够承受可能会导致产生裂缝的位移和地震荷载。沥青核心可构建近乎理想的环境，在大坝生命周期内保持柔韧性、耐用性和防水性。

通过重复利用和回收材料，大坝能够以可持续、盈利和安全可靠的方式提供清洁的水电能源，在保护自然资源的同时实现经济可扩展性。Rodriguez的大坝以传感器和物联网的形式集成了可扩展技术，可以复制到需要解决并避免水资源短缺的贫困地区，同时助力发电并对民众健康产生积极影响。

设计并构建创新型大坝基础设施

Cordova Rodriguez表示：“我使用PLAXIS软件进行岩土工程建模和分析，并处理了涉及项目不同类型的信息。”Rodriguez使用PLAXIS Designer生成了一个土方结构的三维模型，其坝顶长度为200米，高度为58米。他将该模型导出到了PLAXIS 3D中并创建和集成了一个地下水模型，用于分析大坝渗漏情况，以及一个边坡稳定性模型，用于分析并确保大坝和蓄水盆地边坡的结构完整性。然后使用PLAXIS 2D分析大坝的一些横截面，以确定大坝上游和下游边坡的安全性。

Cordova Rodriguez使用Bentley的PLAXIS应用程序证实了创新型大坝基础设施的技术可行性、可扩展性和耐用性。技术分析结果表明，回收的沥青的功能符合要求，几乎不需要进行维护。Cordova Rodriguez补充道：“我对自己的项目非常满意，因为我使用技术，即Bentley的PLAXIS软件证明了该项目在技术上的可行性。”他的大坝基础设施项目能够以可持续、环保且经济高效的方式生产水电，并助力解决全球能源危机和水资源短缺问题。

推进数字化建设，改善发电和供水状况

Bentley的PLAXIS应用程序可使用大坝上的渗漏监测器、角形反射器和气象站等内部和外部传感器来测量和监测不同的参数，从而促进现场岩土工程数据与物联网的集成。这些参数包括水压、位移、湿度、土体湿度和风速。此外，大坝还有用于确定是否存在有害气体的空气传感器，以及连接到气象站和大坝传感器的无人机控制站。当水库处于低水位时，无人机可以飞入云端制造降水。

传感器收集的所有数据将通过5G连接实时发送到数据中心，从而在基于Web的环境中与用户、所有者、公共机构和地方当局共享。数字化平台可提供全天候安全访问，并通过警报来提醒出现的任何问题并自动生成报告。Cordova Rodriguez解释道：“从技术角度而言，此项目具有极大的可扩展性。”该项目可以复制到任何缺水的地区。通过应用先进的数字化设计、执行和监测设备，Cordova Rodriguez提供了改善供水和发电的概念性解决方案，如果目前不解决供水和发电问题，后代需要解决的问题将变得更加严重，且成本更高。