1.研究缘起
随着生产生活用水规模扩大,水资源缺乏情况日趋严重,于是,我就想发明一种雨水蓄水装置,将雨水资源存储下来,缓解城市水资源供需矛盾,改善区域生态环境,减轻城市用水压力。
经过走访调查以及查阅资料,我逐渐形成了设计的思路。我设计的这个雨水收集浇灌装置,可以将雨水收集起来并加以利用。具体办法是让雨水渗入到地下水池中,再通过水泵输送到地面蓄水池中储存起来,用以浇灌花草树木。
2.发明过程
画好设计图后,我去了3D科技公司,请求工程师张叔叔帮助。张叔叔认为我的想法很好,我们可以先制作模型,尝试在家里养花浇花。
我和张叔叔一起对设计图进行修改,然后一起编写程序和安装电路。经过几次尝试,模拟水池中的水终于可以按要求被抽到蓄水池中了,我的心里非常高兴。
接下来,我考虑在蓄水池中安装一个水泵,这样就可以从蓄水池中抽水浇灌。
张叔叔建议我在土壤中安装湿度感应器,如果湿度感应器感应到土壤的湿度明显偏低时,就让继电器自动控制水泵,给草坪花木浇水,在达到一定湿度后,水泵就停止工作。
这个想法非常合理,于是我采纳了这个建议。经过测算,我们把土壤湿度的最小值设定为30%,最大值为70%。按照这一设定,如果土壤湿度感应器感应到土壤湿度小于等于30%时,继电器控制水泵开始浇灌;如果土壤湿度感应器感应到土壤湿度达到70%时,继电器控制水泵自动关闭浇灌系统,这样就解决了控制土壤湿度的问题了。
我和张叔叔一起经过多次试验,最终完成了利用雨水浇灌装置模型的制作。
装置通电后,蓄水池中的水位感应器如果感应到水位低于最低水位线,继电器就会控制水泵从地下水池中抽水,当感应器感应到水位到达最高水位时,抽水水泵就会停止抽水,这样就能保证蓄水池始终保持一定水位,不会因为缺水而影响浇灌。而当土壤湿度感应器感应到土壤的湿度低于我设置的最低值时,喷洒水泵就会开始工作,浇灌相应的花草树木,当浇灌的湿度达到设置的最高值时,水泵就会自动停止浇灌,既保证了花草树木不会因为水分蒸发而干枯,又节能环保,避免过度浇灌,为城市节水提供有效的保障。
3.我的感想
在观察、分析和制作过程中,我遇到了不少难题,但是通过老师、家长和专业技术人员的指导帮助,都克服了。这让我的动手能力得到了锻炼,也让我学会了如何利用科学技术来解决现实中的真实问题。未来我会继续改进我的发明,希望能为节约利用水资源问题贡献自己的力量,也欢迎大家加入到节水行动中。
(作者:江苏省昆山高新区西塘实验小学学生;指导教师:杨丽玲、金玉燕、王建萍)