農(nóng)用無源引水越壩灌溉裝置

黃品凡

廣西地貌多為喀斯特地貌，沒有平原地區(qū)的平坦與寬闊，因此廣西人民常常用堤壩攔截山澗流水形成水庫(kù)。水庫(kù)的出水口通常建筑在接近大壩的底部，連接出水口的水渠把水引到各個(gè)村落的農(nóng)田。

我的家鄉(xiāng)就處在這樣的大壩周邊。由于出水口在大壩的底部，連接的水渠水位低，高于水渠的農(nóng)田就無法得到水渠自流水的灌溉，因此一些村民只好人工挑水或用抽水機(jī)抽水灌溉農(nóng)田。于是我想，能否制作出無須任何動(dòng)力就能將水庫(kù)的水引上堤壩，越過堤壩給水庫(kù)周邊坡地和農(nóng)田供水的裝置？

帶著這個(gè)想法，我在網(wǎng)上搜索了相關(guān)的方法和應(yīng)用技術(shù)，但是一直沒有找到擺脫外部能源的設(shè)計(jì)方案。后來我從物理課上學(xué)到了液體和氣體的壓強(qiáng)的相關(guān)內(nèi)容，加上老師給我們擴(kuò)展的虹吸現(xiàn)象的知識(shí)，我得到了很大的啟發(fā)。

依據(jù)虹吸的原理，只要水庫(kù)的水平面距離大壩的高度不超過通常的大氣壓支持水柱的高度，就達(dá)到產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象的基本條件。在老師的指導(dǎo)下，我經(jīng)過多次研究和思考，最終設(shè)計(jì)和制作了裝置的模型。

模型的工作原理是：模型的上水管和落水管組成了虹吸管，當(dāng)往入水口灌水，噴淋頭出水時(shí)，虹吸管內(nèi)充滿了水，此時(shí)，關(guān)閉所有水閥，阻斷空氣進(jìn)入虹吸管內(nèi);當(dāng)打開部底的水閥時(shí)，虹吸管中的水便在重力和水箱水面上的大氣壓強(qiáng)的作用下，源源不斷地流出。

做個(gè)試驗(yàn)測(cè)試效果，模型試驗(yàn)成功后，我設(shè)計(jì)了實(shí)用圖紙。

我選擇了距離學(xué)校20多公里的龍平水庫(kù)進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn)。通過實(shí)地測(cè)量，按照設(shè)計(jì)的圖紙計(jì)算了用材量，購(gòu)買了所需配件，在水庫(kù)堤壩上安裝了無源引水越壩灌溉裝置，最后試驗(yàn)獲得了成功。

（本作品獲得2021年廣西青少年科技創(chuàng)新大賽中學(xué)生科技創(chuàng)新成果競(jìng)賽二等獎(jiǎng) 指導(dǎo)老師：曾克夫、李鋒、榮銀萍）