青石街下水口的排水情況實(shí)驗(yàn)探究及設(shè)計(jì)

◆湖南省婁底市新化縣思源實(shí)驗(yàn)學(xué)校 程怡然

項(xiàng)目由來(lái)：

一個(gè)雨天，我在青石街玩，發(fā)現(xiàn)青石街上容易積水。據(jù)了解，每到梅雨季節(jié)，青石街就會(huì)被淹，但很多年前青石街排水非常通暢。為什么會(huì)發(fā)生這么大的變化呢？我決定進(jìn)行探究。

基本思路：

通過(guò)查閱資料，了解有關(guān)青石街的歷史。通過(guò)走訪調(diào)查和問(wèn)卷調(diào)查，了解青石街的現(xiàn)狀，找到積水的原因，然后解決這一問(wèn)題。

探究過(guò)程：

1.查閱文獻(xiàn)

我到新化縣檔案館查閱《新化縣志》，書上記載青石街在明清時(shí)期已經(jīng)存在，街上的銅錢狀下水口有著悠久的歷史，但并沒(méi)發(fā)現(xiàn)青石街有過(guò)被淹的記錄。

2.問(wèn)卷調(diào)查

我設(shè)計(jì)了兩種問(wèn)卷，一種是電子問(wèn)卷，一種是紙質(zhì)問(wèn)卷。電子問(wèn)卷涉及的對(duì)象范圍是整個(gè)新化縣，紙質(zhì)問(wèn)卷主要針對(duì)向東街、青石街上的常住居民，以及在青石街上開店的商人和前往青石街旅游和購(gòu)物的人。

電子問(wèn)卷

紙質(zhì)問(wèn)卷

3.走訪現(xiàn)場(chǎng)

我和同學(xué)們走訪青石街上的住戶和商鋪老板，了解了目前青石街積水的現(xiàn)狀，得知銅錢狀下水口一旦堵塞很難疏通。

4.實(shí)地勘察和測(cè)量

準(zhǔn)備材料——卷尺、鉛筆、本子和拍照工具，然后勘察和測(cè)量青石街上的銅錢狀下水口。

測(cè)量結(jié)果：青石街上每隔5.3米就有一個(gè)銅錢狀下水口，每個(gè)銅錢狀下水口又分為4個(gè)小的下水口，小的下水口大致為橢圓形，長(zhǎng)軸長(zhǎng)約15厘米，短軸長(zhǎng)約5厘米。

5.進(jìn)行流速對(duì)比試驗(yàn)

受魚缸的啟發(fā)，我用亞克力板制作長(zhǎng)方體的對(duì)比試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，模型?nèi)部一分為二，距離底部10厘米高的地方裝有凹槽，蓋子上刻有下水口的形狀，其中一邊的下水口為長(zhǎng)方形的（街道上的下水口基本是長(zhǎng)方形的），另一邊的下水口為銅錢狀的。然后，我進(jìn)行不同的下水口流速對(duì)比試驗(yàn)。

我發(fā)現(xiàn)銅錢狀下水口最突出的特點(diǎn)是進(jìn)口水量小，出口泄水量大，相比長(zhǎng)方形的下水口，排水速度更快。青石街上的銅錢狀下水口用石盤或石板鑿成眼，在古時(shí)候可以有效防止污物入溝，以免堵塞下水道，然而隨著社會(huì)的發(fā)展，生活垃圾增多，影響了銅錢狀下水口功能的正常發(fā)揮。

現(xiàn)在要解決的問(wèn)題是阻止生活垃圾進(jìn)入下水口，于是我決定設(shè)計(jì)一個(gè)特殊的蓋子，蓋在青石街上的銅錢狀下水口上。這個(gè)蓋子高約5厘米，上窄下寬，上蓋直徑為18厘米,下底直徑為40厘米，內(nèi)置過(guò)濾網(wǎng)，既能保證水流通暢，又能阻止垃圾進(jìn)入下水口，防止堵塞，還便于下水口處垃圾的清理。

設(shè)計(jì)特殊的下水口蓋：

首先，我繪制特殊的下水口蓋模型圖。

接著，我根據(jù)設(shè)計(jì)理念，制作了特殊的下水口蓋模型。之后，我對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，使之能更好地阻止垃圾進(jìn)入下水口，使下水口排水通暢，防止堵塞。面有高度差，體現(xiàn)了“人往高處走，水往低處流”的原理，下水口的布局（數(shù)量、大小、位置）和地下管網(wǎng)科學(xué)合理地配合，保證無(wú)論水流多大都能夠順暢排出。模型對(duì)比試驗(yàn)也證明，銅錢狀下水口的功能優(yōu)良。

但是，現(xiàn)在生活垃圾增多，人們不注意保護(hù)環(huán)境衛(wèi)生，青石街銅錢狀下水口堵塞，導(dǎo)致青石街積水。為了解決這一問(wèn)題，我在銅錢狀下水口上蓋上特殊的蓋子，不但保證下水口排水通暢，而且可以隔絕外面的垃圾，使之更容易清理。

收獲和體會(huì)：

通過(guò)這次探究活動(dòng)，我鍛煉了溝通能力，敢于采訪陌生人。通過(guò)對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)古老下水口的最大優(yōu)勢(shì)，它們是古代人民智慧的延續(xù)，還解決了青石街下水口現(xiàn)有的問(wèn)題。同時(shí)，在活動(dòng)中鍛煉了動(dòng)手能力和思維能力，也學(xué)到了很多科學(xué)知識(shí)。

探究結(jié)論：

通過(guò)探究，我發(fā)現(xiàn)老街青石街的下水道原本是經(jīng)過(guò)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的完善的地下排水管道，下水口與街道地