青石街下水口的排水情况实验探究及设计

程怡然

项目由来：

一个雨天，我在青石街玩，发现青石街上容易积水。据了解，每到梅雨季节，青石街就会被淹，但很多年前青石街排水非常通畅。为什么会发生这么大的变化呢？我决定进行探究。

基本思路：

通过查阅资料，了解有关青石街的历史。通过走访调查和问卷调查，了解青石街的现状，找到积水的原因，然后解决这一问题。

探究过程：

1.查阅文献

我到新化县档案馆查阅《新化县志》，书上记载青石街在明清时期已经存在，街上的铜钱状下水口有着悠久的历史，但并没发现青石街有过被淹的记录。

2.问卷调查

我设计了两种问卷，一种是电子问卷，一种是纸质问卷。电子问卷涉及的对象范围是整个新化县，纸质问卷主要针对向东街、青石街上的常住居民，以及在青石街上开店的商人和前往青石街旅游和购物的人。

3.走访现场

我和同学们走访青石街上的住户和商铺老板，了解了目前青石街积水的现状，得知铜钱状下水口一旦堵塞很难疏通。

4.实地勘察和测量

准备材料——卷尺、铅笔、本子和拍照工具，然后勘察和测量青石街上的铜钱状下水口。

测量结果：青石街上每隔5.3米就有一个铜钱状下水口，每个铜钱状下水口又分为4个小的下水口，小的下水口大致为椭圆形，长轴长约15厘米，短轴长约5厘米。

5.进行流速对比试验

受鱼缸的启发，我用亚克力板制作长方体的对比试验模型，模型内部一分为二，距离底部10厘米高的地方装有凹槽，盖子上刻有下水口的形状，其中一边的下水口为长方形的（街道上的下水口基本是长方形的），另一边的下水口为铜钱状的。然后，我进行不同的下水口流速对比试验。

我发现铜钱状下水口最突出的特点是进口水量小，出口泄水量大，相比长方形的下水口，排水速度更快。青石街上的铜钱状下水口用石盘或石板凿成眼，在古时候可以有效防止污物入沟，以免堵塞下水道，然而随着社会的发展，生活垃圾增多，影响了铜钱状下水口功能的正常发挥。

现在要解决的问题是阻止生活垃圾进入下水口，于是我决定设计一个特殊的盖子，盖在青石街上的铜钱状下水口上。这个盖子高约5厘米，上窄下宽，上盖直径为18厘米，下底直径为40厘米，内置过滤网，既能保证水流通畅，又能阻止垃圾进入下水口，防止堵塞，还便于下水口处垃圾的清理。

设计特殊的下水口盖：

首先，我绘制特殊的下水口盖模型图。

接着，我根据设计理念，制作了特殊的下水口盖模型。之后，我对其进行改进，使之能更好地阻止垃圾进入下水口，使下水口排水通畅，防止堵塞。

探究结论：

通过探究，我发现老街青石街的下水道原本是经过系统规划设计的完善的地下排水管道，下水口与街道地面有高度差，体现了“人往高处走，水往低处流”的原理，下水口的布局（数量、大小、位置）和地下管网科学合理地配合，保证无论水流多大都能够顺畅排出。模型对比试验也证明，铜钱状下水口的功能优良。

但是，现在生活垃圾增多，人们不注意保护环境卫生，青石街铜钱状下水口堵塞，导致青石街积水。为了解决这一问题，我在铜钱状下水口上盖上特殊的盖子，不但保证下水口排水通畅，而且可以隔绝外面的垃圾，使之更容易清理。

收获和体会：

通过这次探究活动，我锻炼了沟通能力，敢于采访陌生人。通过对比研究，发现古老下水口的最大优势，它们是古代人民智慧的延续，还解决了青石街下水口现有的问题。同时，在活动中锻炼了动手能力和思维能力，也學到了很多科学知识。

指导老师  新化县思源实验学校 陶冶

娄底市第三小学  谢爱华

新化县思源实验学校  王冰