水科技论文

水科技论文

       ——关于足球场的改建

作者：黄旭健   指导教师：杨小员

 

现今，体育之风盛行。沐浴08之光，各支球队加紧备战，各大联赛也进行得如火如荼。

众所周知，每支足球队都有自己的主场场地。每次比赛之前以及结束之后都要浇灌草地来维护场馆的草皮。而大多浇灌草地的方法都是直接采用自来水源，少数使用地下水源，但毕竟不是长久之计。况且如此之多的球队，进行如此之多的比赛，其水量需求之大可想而知。但草地不可以不灌溉，比赛不能不进行，因此，应合理利用水灌溉草地。

我建议，对足球场馆进行一些改建，利用雨水来浇灌草地，加之充分利用。整体设施改建如图一所示，具体如下：

一、现今体育场馆大多为露天式场馆。到了雨季或冬季，受到天气影响，各种联赛无法正常进行。为此，可用透明FRP浪权瓦结合钢结构撑起固定，使露天式体育场变为封闭式。而在透明FRP浪板瓦表面涂上透明防水防碳化涂料，使浪板瓦防水，延长使用寿命。在露天体育场馆加装顶棚设施既可免受天气干扰，也有利于水的接收。具体顶棚结构如图二所示。

二、在球场整个结构的最大半径边缘建立一周蓄水、接水装置。为防止雨水积沉在接水装置，使设施使用寿命减短，可涂上“凡柯特”有机硅酸乳液型建筑憎水剂，阻隔内部潮气散发，也可防潮、防霉、泛碱。雨水经扫水装置通过设在与B管接口处的滤网流入下水管道B。在B管与A管分支处装上水位感应器控制隔板，当A管顶端蓄水箱满后，B管上水位感应器闭合，隔板要开，水受重力由B管流下，可通向周边一些喷泉、花囿及公共厕所使用，详细可参见图一。

三、因足球场馆大小不定，可合理设置下水管道数及水箱大小。当A管顶端蓄水箱装满后，若需要浇灌草地，则打开设置于A管水箱下的阀门，阀门可在观众席最高层打开，水箱用质地坚硬材料，外部同样涂上“凡柯特”，以使其长久使用。水通过管道A运输可至喷口处。当需浇灌时，就把地埋式伸缩旋转喷头弹出，这种喷头为六分内螺纹，弹出高度为12.5cm，总高度19cm，可调节喷嘴弧度来进行灌溉，浇灌完毕后，只须把喷头拧入地下，用一小块草皮盖处喷口处。这样灌溉充分且合理应用水，喷头示意图如图二，左图为喷头埋于地下形态中间为喷头基座及顶盖板，右图为喷嘴及升降圆柱体。

这就是我对足球场馆改建的建议。这套设施可推广至一些原本封闭的场馆，接水、蓄水装置也可利用在写字楼。地球只有3%淡水资源，仅有1%可供使用，因此，请合理利用水资源。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

节约型厕所

作者：郭叙财    指导教师；杨小员

当代，大部分的居民洗澡都是用喷头冲的，而冲下来的水则白白浪费了，我认为这些水应该用来冲厕所，因此，我有一个设想——建一个节约型卫生间。（如右图）

对于顶层，当顶层的房顶有积水时，水将会由c孔流进蓄水箱，顶层居民则可用此水来冲厕所，当蓄水箱的水满了后，水将从b孔流入下层的蓄水箱。而顶层的居民的洗澡水也可从c孔进入下层的蓄水箱，供下层居民冲厕所。

以此类推，雨水进入顶层蓄水箱，供顶层居民冲厕所，而顶层和中层居民的洗澡水流入下层的蓄水箱，自家蓄水箱满了，水也流入下一层的蓄水箱里，供下层居民冲厕所。而底层居民的洗澡水和蓄水箱多余的水则流入下水道。

 

 

 

 

 

 

 

 

马路集水装置

作者：王晓文、朱微波    指导教师：杨小员

 

一谈到下雨，大家的脑海里或许会浮现出这样熟悉的画面：马路上雨水泛滥，行人寸步难行。也许你曾抱怨过，也许你曾心烦过，那你又曾是否为此心疼过呢？

当这些积水就这样白白浪费时，我们难免为之感到惋惜。

对此，我和我的同学进行了探讨。于是，我们产生了这样一个想法。

如图一所示，我们在马路的两边设置集水装置，每隔50米就设置一个集水箱，每个集水箱的体积可为2m³。

这样到了雨季，积水从入水口进入集水箱，待其满后，多余的水又从排水口w通到废水处理厂。

如图二所示，每当雨后，派相应的工作人员打开开关B，使闸门b错位，中层的水便通过b收集到废水处理厂，然后打开开关A，下层水便通过a收集到城市的灌溉区；而底下的淤泥，工作人员可直接拉我板将其收集。

以上便是操作原理，那这积水又怎么回收利用呢？

一、积水上层含大量油脂，所以上层水通过w进入废水处理厂后，可以炼油，最重要的是将上层和中层的水净化，用于工业用水，城市洗手，喷泉和定期给马路洒水，因为工厂和汽车等方面用水一般很难回收利用，如果用饮用水未免太浪费了。

二、下层水在底部富含有机机质，将其收集起来用于灌溉，这不失为一个好的利用方法。

三、淤泥的收集又可以用于培花育草。如果淤泥随下水道的水排入江流、湖泊，只会加重对江流、湖泊的“伤害”，到时，国家又要消耗大量的人力、财力用于治理它们，这不是更浪费吗？

综上所述，我们设置的马路集水装置能为社会节约相当大的水资源。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

新农村建设中“饮用水净化系统”项目介绍

作者：郭丽萍  陈丽梅  朱雪花

单位：信丰中学高一（2）班   指导老师：郭名宾  胡晓斌

联系方式：13767739321   邮编：341600

 

摘要：党中央国务院提出解决“三农”问题的新号召，全面建设小康社会，建设社会主义新农村，我市政府提出以“清垃圾、清淤泥、清路障；改水、改厕、改路”的“三清三改”具体方案，针对改水，我们设计出了“饮用水净化系统”，通过三个水池的进化过滤，保证农村人口饮用水安全。

 

关键词：离子交换系统  过滤系统 

 

自党的十六届五中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年计划的建议》，明确了今后五年我国经济社会发展的奋斗目标和行动，提出了建设社会主义新农村的重大历史使命。

响应中共中央国务院解决“三农问题”的新号召，结合我市实际情况，我市政府提出了“三清三改”的具体活动。经过全市人民共同努力，全市新农村建设取得了显著的成效，农村面貌焕然一新。但是随着中国农业现代化的逐步实现，农村环境也受到了严重影响，使得农村人口饮用水问题成为急需解决而又最难解决的问题。

于是我们设计了这一个适合广大农村使用的“饮用水净化系统”，这一系统恬，适当地利用了我市区地势多变，林区茂密的地理优势，森林涵养净化而成。有如下几大优点：

1．所选水源水质好，它不经过农田，避免了农药污染；不使用化学漂白剂，故没有氯和明矾；与普通井水不同，不含有铅、贡、铜等有害物质。

2．造价较低，维护成本少，与城市自来水相比，大大地节省资金，可减轻农民负担（具体造价见附表）

3．采用重力输水，无能耗，大大地降低生产成本。

4．系统运用灵活性强，适用各地山区村镇，受气倾影响较小。

此系统既可有效解决农村饮用水问题，又符合我国建立节约型社会的基本要求，值得推广。

一、建立农村“饮用水净化系统”必要性分析

随着改革开放的不断深入，中国加入WTO，城市经济快速发展，同时相对落后的农村经济越来越受到各级政府的重视，新农村建设在全国广大农村如火如荼地开展，农民生活水平显著提高，但是农村饮用水问题仍不能得到解决，甚至有些地方不断恶化。

目前农村饮用水主要来自地下水，但是地下水源因为农作耕种的需要长期使用化学农药，水源受到严重的化学农药污染，已经直接或间接地影响到农民的身体健康，资料显示，近年来，因水体污染导致人体中毒事件不断上升，死亡人数居高不下，已经成为人类的另一号杀手。

水体污染导致人体患病，甚至死亡，给家庭带来了沉重的经济负担和精神压力，轻则受到病痛的折磨，痛不欲生，家庭因此负债累累。同时给社会、给国家增加了负担。

沉痛的教训使我们不得不意识到饮用水安全的重要性，饮用水改造问题迫在眉睫又因为受到农村经济的发展限制，短期内无法达到自来水的供应条件，所以有必要建立农村饮用水净化系统，以防受到化学农药、重金属等有害物质对人体的伤害。

要建立一个自来水厂，找到干净、无污染的水源是最关键的一步，当今农村由于农药化肥的大量使用，河流、地下水都受到不同程度的污染，直接从这些地方取水显然是不行的。我们可以充分利用我市多山的地理优势，把山泉作为水源。山泉水虽然经过土壤的过滤作用，但是仍有一定的细菌、重金属、Ca²⁺、Mg²⁺等，仍需要进行一定的处理。

二、整体结构

选一处水源（山上）引入蓄水池，再经过一级滤水池和二级滤水池过滤，蓄水池主要沉积泥沙，一级滤水池主要除去细菌、重金属；二级滤水池主要滤去Ca²⁺、Mg²⁺等离子和蓄水，经过这三级过滤的水就可以供给村民使用了。

蓄水池

一级滤水池

二级滤水池

村民用水

 

                        

图1总系统结构

三、各级结构

（一）畜水池

在城镇村落上方选一处作为取水点建造畜水池，应取山势较高，树林茂盛的地点，要求地表以下有长年积水，树木有较好的蓄水能力，无人居住，无污染源，这样既可保证水量、水压，又可确保饮用水卫生。

 

（二）经过蓄水池的处理，大部分树枝落叶及泥沙等大颗粒杂质被滤掉，为下一步深度净化做好充分准备，此后只要把经过蓄水池初步过滤后的水引入下一个水池（如下图2），经过充分过滤后基本达到饮用水指标。

1．一级滤水池制作：

（1）滤材：滤砂、石英砂、活性碳大小适中、石头、纱布（透水性良好）。

（2）制作过程：

①用水泥、砖彻一个底面边长为5m的正方形底高为3m（可根据实际适宜调整）的无盖水池，在水池四角及中央彻7根（中央3根）2.5m高小柱子，用水泥混凝土筑一个厚为10cm的带孔水泥板（要求孔直径2～3cm左右，用大小适中的石头塞住洞口，以防止上层麦饭石落入水中，但必须能使水通过），在7根柱子支撑下放在离池底2.5m处（如图3）。

 

 

②在水泥板土层铺上两层麦饭石，可将水中石灰质滤除。

③在麦饭石上层铺滤沙或石英砂，滤去水中部分杂质。

④上层铺上一层高密度活性碳（增加接触面来提高吸附氯和有机物分子的水平）。

⑤各进出水口如图示，其中溢出水口用于水池水位最高时，溢出过多的水，可延长滤水材使用期限。

（3）注意事项

①长期使用的活性碳，石英砂和麦饭石表面吸附物过多时会影响净化效果，故必须定期取出清洗，再重新铺回，且滤材有使用期限，须定期更换。

②各分层要清晰明显，不得混在一起，否则会丧失淘洗之功能，其实可在各层之间铺一层透水性良好的纱布。

③各层粒子大小应力求大致相同，不能相差太多。

④使用之前应先用水先滤几次，将可能冲刷下来的沙子冲掉。

⑤使用时，过滤速率越慢越好（能正常供水情况下）。

（三）离子交换系统：

正常情况，经过以上两个水池的净化过程就可通往用户使用。但有些地方受到地层矿物的影响，水中可能含有较高浓度的钙离子，镁离子（俗称硬水）。长期饮用硬水，进入体内的钙镁离子与体内 结合生成不溶于的碳酸钙，碳酸镁沉淀造成消化道结石，伤害身体。必须除去水中过量的钙镁离子（硬水软化）。

根据钙、镁离子的特点，可选择阳离子交换树脂（NaR）作为交换剂，吸去水中的钙镁离子。

1．制作过程：

①建一个简单水池如下图4，在水池上半部分做带孔水泥板（规格和图2中水泥板相同）

②用滤袋装阳离子交换树脂（NaR），均匀铺在水泥板上，水经过滤袋渗入水池下，钙镁离子被阳离子交换剂吸收，钠离子溶于水中（对身体无伤害）。

2．使用说明：

长期使用的离子交换剂生成（CaR、MgR），NaR不断减少，最后影响交换效果，因此要定期取出晾干后放入高浓度食盐中溶液中，使其恢复生成NaR，达到交换目的，再重新放回。

附表①：“农村饮用水净化系统”价格估算表

项目	主要材料	大概估价
输水系统	直径为10cm硬质塑料管及接头	8000元
水池（3个）	砖、水泥、沙石	2000元
过滤系统	麦饭石、活性碳、石英沙	500元
离子交换系统	阳离子交换树脂（NaR）	500元
总金额		9000元
平均每户金额		300元（30户计算）

注：以上只含材料费劳动力可以由村民自己提供。

与自业水厂提供的自来水相比，目前自来水入户费500元左右，平均月用水5吨，全年60吨计100元，而自制自来水系统建成后，除日常维护用外费，不需要其他支出。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

地下污水另类用途

 

             作者：徐智新   指导教师：杨小员  

 

在当今世界，人口增长过快伴随着各种生活污水的大量排放。

由于含磷洗衣粉的使用和粪便的排放，使得住户、工厂、学校、娱乐场所等地方排放的地下水有机物含量过高，而这些有机物却得不到最合理的利用。因此我设想这样一种方法：将住户、工厂等各种污水排放管道通过同一下水沟，并顺流至多个大型地下发醇池，这些发酵池是用一些新型材料，如高分子塑料制成，然后在这些发酵池中投放大量异养需氧型的微生物硝化细菌，再将这些发酵池的出气管通至天然气公司，就如同农村产出沼气的原理，通过发酵池的分解，污水也得了很好的使用，产生了可燃气能源。当发酵池中淤泥达到一定质量后，会让发酵池底部安装的特制的弹簧板打开，下层物质及部分多余废水排出，通过管道将淤泥送至发醇池周边，并且在上层土地上栽种瓜果，可获得足够的有机肥料。通过变污水为可燃气能源及植物生长的肥料，而且来路广，可使需要使用天然气的场所得到最廉价的能源，不仅使地下水循环利用，还使人们得到了经济效益和生态效益。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

公厕节水设想

作者：刘荣        指导老师：朱向阳、杨小员

 

随着人们文明意识的不断增强，便后洗手和便后冲厕所已成为一种文明习惯。可当你知道洗过手的水白白浪费而冲厕所的水却是自来水时，你会有何感想？

我常想如何才能将两者联系起来，达到节水的目的呢？我发现公厕水龙头下往往空空如也，如图（1），所以只要我们在图（1）所示的装置外形上稍加改造，再增加点“内涵”就行了。

  

 

 

如图（2）所示，下部为一储水箱，用于储水。在储水箱的上方有一层过滤网，网上放有小石子，木炭，用于沉淀污垢，吸收色素。在储水箱底部及过滤网下方5cm处各有一管子，分别标号为a、b。a与下层楼冲厕所的管子相连，由下层楼冲厕的开关控制闭合，而b则与下层水箱的上方相连，水满自溢。每层楼各有一个此装置。水箱导管由上至下，逐层连接。水箱导管口处各有一过滤网相连接，防止污泥阻塞导管口。从a流出来的水用于冲厕所，而一楼水箱的水因考虑成本问题，可将其用于浇花草树木或另作他用。此装置只适用于公共设施及企事业单位，不适用于家庭用户，但家庭用户可采用此原理，对装置予以适当调整。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

水科技论文

      ——关于学校用水的改造

作者：郭叙财、黄翔    指导教师：杨小员

 

学校可是一位用水“大户”，而在水资源日益缺乏的今天，我们更应该用自己的行动来节约用水。

据我所知，学校用于浇灌草木、冲厕所等的水都是从自来水厂来的自来水，这样既浪费了财力，也浪费了水资源。如果哪天因为某原因停水一两天，学校的厕所就会臭气熏天，使空气质量下降，影响学生的学习生活。每每下大雨时，楼顶就排下大量的雨水，淹盖路面，影响学生的行走，而且还有大量的水白白的流走。

为节节约学校用水，更好地利用雨水，我有一个构想，此方案分为：

一、收集雨水（如图一）

在教学楼旁建造一个水池（水池要低于地面）用于存水。再在教学楼四周建造排水沟，并且与路边的水沟连通，把雨水都排进水池中。也可把学校教学楼中学生洗手的水排进沟中，在水池的进水口前设置一个过滤网，防止一些树叶等杂物进入水池。并且应该及时处理过滤网处的杂物和定期清洗水池。

 

二、雨水的利用（如图二）

在水池一面放置出水口，取水管把水引向较低的草坪进行滴灌，较高处的草坪则用电力设备进行浇灌。

在水池另一面放置另一出水口，在教学楼厕所边上的一面墙上并且靠近楼顶处装一个储水箱，此箱有两个水源。一个为下雨时由楼顶排下的雨水，另一个是用电力设备从水池中引进的水。下雨时可直接从楼顶注水，其它时候就用电力把水池中的水用来冲厕所。储水箱的出水管与在先冲厕所的管道连通，在池中无水时，也可用自来水冲厕所。

此方案只需水管、水泥、水泵等材料即可制成，并且让雨水发挥了它的价值，也减少了学校对自来水的需求量，减少了学校的开支。