青石街下水口的排水情況實驗探究及設計

程怡然

項目由來：

一個雨天，我在青石街玩，發現青石街上容易積水。據了解，每到梅雨季節，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。

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，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，然而隨著社會的發展，生活垃圾增多，影響了銅錢狀下水口功能的正常發揮。

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。

探究結論：

通過探究，我發現老街青石街的下水道原本是經過系統規劃設計的完善的地下排水管道，下水口與街道地面有高度差，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良。

但是，現在生活垃圾增多，人們不注意保護環境衛生，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，發現古老下水口的最大優勢，它們是古代人民智慧的延續，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。

指導老師? 新化縣思源實驗學校 陶冶

婁底市第三小學? 謝愛華

新化縣思源實驗學校? 王冰