青石街下水口的排水情況實驗探究及設計

◆湖南省婁底市新化縣思源實驗學校 程怡然

項目由來：

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

基本思路：

通過查閱資料，了解有關青石街的歷史。通過走訪調查和問卷調查，了解青石街的現狀，找到積水的原因，然后解決這一問題。

探究過程：

1.查閱文獻

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期已經存在，街上的銅錢狀下水口有著悠久的歷史，但并沒發(fā)現青石街有過被淹的記錄。

2.問卷調查

我設計了兩種問卷，一種是電子問卷，一種是紙質問卷。電子問卷涉及的對象范圍是整個新化縣，紙質問卷主要針對向東街、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物的人。

電子問卷

紙質問卷

3.走訪現場

我和同學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狀，得知銅錢狀下水口一旦堵塞很難疏通。

4.實地勘察和測量

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

測量結果：青石街上每隔5.3米就有一個銅錢狀下水口，每個銅錢狀下水口又分為4個小的下水口，小的下水口大致為橢圓形，長軸長約15厘米，短軸長約5厘米。

5.進行流速對比試驗

受魚缸的啟發(fā)，我用亞克力板制作長方體的對比試驗模型，模型內部一分為二，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方形的（街道上的下水口基本是長方形的），另一邊的下水口為銅錢狀的。然后，我進行不同的下水口流速對比試驗。

我發(fā)現銅錢狀下水口最突出的特點是進口水量小，出口泄水量大，相比長方形的下水口，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，在古時候可以有效防止污物入溝，以免堵塞下水道，然而隨著社會的發(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。

現在要解決的問題是阻止生活垃圾進入下水口，于是我決定設計一個特殊的蓋子，蓋在青石街上的銅錢狀下水口上。這個蓋子高約5厘米，上窄下寬，上蓋直徑為18厘米,下底直徑為40厘米，內置過濾網，既能保證水流通暢，又能阻止垃圾進入下水口，防止堵塞，還便于下水口處垃圾的清理。

設計特殊的下水口蓋：

首先，我繪制特殊的下水口蓋模型圖。

接著，我根據設計理念，制作了特殊的下水口蓋模型。之后，我對其進行改進，使之能更好地阻止垃圾進入下水口，使下水口排水通暢，防止堵塞。面有高度差，體現了“人往高處走，水往低處流”的原理，下水口的布局（數量、大小、位置）和地下管網科學合理地配合，保證無論水流多大都能夠順暢排出。模型對比試驗也證明，銅錢狀下水口的功能優(yōu)良。

但是，現在生活垃圾增多，人們不注意保護環(huán)境衛(wèi)生，青石街銅錢狀下水口堵塞，導致青石街積水。為了解決這一問題，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：

通過這次探究活動，我鍛煉了溝通能力，敢于采訪陌生人。通過對比研究，發(fā)現古老下水口的最大優(yōu)勢，它們是古代人民智慧的延續(xù)，還解決了青石街下水口現有的問題。同時，在活動中鍛煉了動手能力和思維能力，也學到了很多科學知識。

探究結論：

通過探究，我發(fā)現老街青石街的下水道原本是經過系統(tǒng)規(guī)劃設計的完善的地下排水管道，下水口與街道地