TWM641403U - 模擬水閘門及抽水站之教學裝置 - Google Patents

Abstract

本創作係包括一外盆組件、一內盆組件、一雙容器連通組件、一抽水組件及一模擬降雨組件。進而將內盆組件設於外盆組件內以模擬一堤防，並以雙容器連通組件模擬堤防上之一水閘門，且以抽水組件模擬一抽水站。而可分別進行開啟、關閉水閘門之要點教學，並清楚的達成開啟、關閉抽水站之要點教學。故，本案兼具便於進行水利防災教學，及教學裝置簡單且易於製作等優點。

Description

模擬水閘門及抽水站之教學裝置

本創作係有關一種模擬水閘門及抽水站之教學裝置，尤指一種兼具便於進行水利防災教學，及教學裝置簡單且易於製作之模擬水閘門及抽水站之教學裝置。

台灣西部的嘉南平原地勢平緩，夏天雨量多，特別是在近年來全球暖化導致氣後異常的情況更嚴重。而在平原的低窪地區若遭遇豪雨或颱風，由於所有降雨會往低處的河川匯集，即易造成淹水的情形。 就台灣嘉南平原中的典型平原地形而言，以雲林縣大埤鄉西南角區域為說明範例，如第8圖所示為簡化後之示意圖。其顯示一主要排水河道91、一堤防92(如第8圖之假想線所示)，一次要排水河道93(於該堤防92內之由北向南流的「延潭大排」)，而在該堤防92內還有一滯洪池94、一調節池95、一抽水站96、一第一水閘門G1、一第二水閘門G2及一調節池水閘門G3。該第一水閘門G1係介於該主要排水河道91與該次要排水河道93之間(如第9圖所示)，該第二水閘門G2係介於該次要排水河道93與該調節池95之間；該調節池水閘門G3則介於該滯洪池94與該調節池95之間。又，該抽水站96係用以將該調節池95之水強制抽至該主要排水河道91中。 上述之水利設施具有以下三種操作模式： [a]平時模式：參閱第10圖，由於該主要排水河道91之水位相對低(例如為一第一水位高度H1)，該第一水閘門G1係為開啟狀(ON)，使得該次要排水河道93的水可以由高往低利用重力排水而流入該主要排水河道91中。另外，該滯洪池94及該調節池95均為低水位，所以該抽水站96不必啟動。該第二水閘門G2保持關閉狀。 [b]淹水模式：參閱第11圖，當在豪雨或颱風之狀態，大量的降雨使得該主要排水河道91之水位升高(例如為第二水位高度H2，其與該第一水位H1幾乎等高或是更高)，進而使得該次要排水河道93的水無法進行重力排水，甚至該主要排水河道91可能朝該次要排水河道93倒灌!因此，該第一水閘門G1必須切換為關閉狀(OFF)，以防止該堤防92外之該主要排水河道91內的水倒灌入該堤防92(亦即該次要排水河道93)內。 同時，由於該堤防92內之該次要排水河道93的水可能持續增加，該第二水閘門G2必須切換為開啟狀(ON)，讓該堤防92內之該次要排水河道93的水，可改流入該調節池95內。 [c] 抽水站啟動模式：參閱第12圖，當該調節池95之水位上升後，此時可視情況啟動該抽水站96，將該調節池95之水強制抽至該堤防92外之該主要排水河道91中，以避免該堤防92內淹水。 然而，由於以上之水利設施操作僅限於專業之水利人員瞭解，一般的民眾(特別是國中生及國小生)無法體驗與學習，實為一大缺憾。 有鑑於此，必須研發出可解決上述習用缺點之技術。

本創作之目的，在於提供一種模擬水閘門及抽水站之教學裝置，其兼具便於進行水利防災教學，及教學裝置簡單且易於製作等優點。特別是，本創作所欲解決之問題係在於目前為止，無法透過簡易的教學裝置，進行模擬水閘門及抽水站之教學等問題。 解決上述問題之技術手段係提供一種模擬水閘門及抽水站之教學裝置，關於教學裝置的部分係包括： 一外盆組件，係具有一外盆底部及一外盆牆部，該外盆底部及該外盆牆部係包圍出一外盆凹部； 一內盆組件，係設於該外盆凹部，該內盆組件係具有一內盆底部及一內盆牆部，該內盆底部及該內盆牆部係包圍出一內盆凹部； 一雙容器連通組件，係跨設於該外盆凹部與該內盆凹部，該雙容器連通組件係包括一第一容納部、一第二容納部及一連通管；該第一容納部係立設於該外盆凹部、該內盆凹部其中一者內，且該第一容納部係具有一第一開口及一第一容納空間；該第二容納部係立設於該外盆凹部、該內盆凹部其中另一者內，且該第二容納部係具有一第二開口及一第二容納空間；該連通管係連通該第一容納空間及該第二容納空間，且該連通管係設一切換閥，該切換閥至少可於一開啟位置與一關閉位置之間切換； 一抽水組件，係用以設於該內盆凹部，該抽水組件係具有一容器及一手動按壓裝置；該容器係具有相互連通之一容器內空間及一底部入口；該手動按壓裝置係設於該容器，並連通該容器內空間，且該手動按壓裝置係具有一導引出口；及 一模擬降雨組件，係用以朝該外盆凹部、該內盆凹部、該第一容納空間及該第二容納空間其中至少一者進行模擬降雨。 本創作之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。 茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本創作於後：

參閱第1、第2、第3、第4、第5及第6圖，本創作係為一種模擬水閘門及抽水站之教學裝置，其包括： 一外盆組件10，係具有一外盆底部11及一外盆牆部12，該外盆底部11及該外盆牆部12係包圍出一外盆凹部13。 一內盆組件20，係設於該外盆凹部13，該內盆組件20係具有一內盆底部21及一內盆牆部22，該內盆底部21及該內盆牆部22係包圍出一內盆凹部23。 一雙容器連通組件30，係用以跨設於該外盆凹部13與該內盆凹部23。該雙容器連通組件30係包括一第一容納部31、一第二容納部32及一連通管33。該第一容納部31係立設於該外盆凹部13、該內盆凹部23其中一者內，且該第一容納部31係具有一第一開口311及一第一容納空間312。該第二容納部32係立設於該外盆凹部13、該內盆凹部23其中另一者內，且該第二容納部32係具有一第二開口321及一第二容納空間322；該連通管33係連通該第一容納空間312及該第二容納空間322，且該連通管33係設一切換閥331；該切換閥331至少可於一開啟位置P1與一關閉位置P2之間切換。 一抽水組件40，係用以設於該內盆凹部23，該抽水組件40係具有一容器41及一手動按壓裝置42；該容器41係具有相互連通之一容器內空間411及一底部入口412；該手動按壓裝置42係設於該容器41，並連通該容器內空間411，且該手動按壓裝置42係具有一導引出口421。 一模擬降雨組件50，係用以朝該外盆凹部13、該內盆凹部23、該第一容納空間312及該第二容納空間322其中至少一者進行模擬降雨。 實務上，該第一容納部31可為保特瓶(例如公知礦泉水保特瓶)，並可將保特瓶之瓶口切開，以構成該第一開口311。 該第二容納部32亦可為保特瓶(例如公知礦泉水保特瓶) ，並可將保特瓶之瓶口切開，以構成該第二開口321。 該連通管33可為公知塑膠管。 關於該抽水組件40，可以公知洗髮精瓶及其按壓裝置直接就地取材。 亦即，該容器41可為洗髮精瓶； 該手動按壓裝置42可為該洗髮精瓶之按壓裝置，並具有該導引出口421。該手動按壓裝置42可被往復按壓而朝該容器內空間411產生吸力，進而朝該導引出口421進行供出作業。 該模擬降雨組件50可為公知澆灑裝置(例如中華民國新型專利第M630337號之攜帶式噴灑容器)。 參閱第7圖，關於本案之該模擬水閘門及抽水站之教學裝置的操作方法係可包括下列步驟： 一、準備步驟S1：預先準備(如第1、第2、第3、第4、第5及第6圖所示)一外盆組件10、一內盆組件20、一雙容器連通組件30、一抽水組件40及一模擬降雨組件50。該外盆組件10係具有一外盆底部11及一外盆牆部12，該外盆底部11及該外盆牆部12係包圍出一外盆凹部13。該內盆組件20係設於該外盆凹部13，該內盆組件20係具有一內盆底部21及一內盆牆部22，該內盆底部21及該內盆牆部22係包圍出一內盆凹部23。該雙容器連通組件30係用以跨設於該外盆凹部13與該內盆凹部23，且該雙容器連通組件30係包括一第一容納部31、一第二容納部32及一連通管33；該第一容納部31係具有一第一開口311及一第一容納空間312；該第二容納部32係具有一第二開口321及一第二容納空間322；該連通管33係連通該第一容納空間312及該第二容納空間322，且該連通管33係設一切換閥331；該切換閥331至少可於一開啟位置P1與一關閉位置P2之間切換。該抽水組件40係用以設於該內盆凹部23，該抽水組件40係具有一容器41及一手動按壓裝置42；該容器41具有相互連通之一容器內空間411及一底部入口412；該底部入口412係連通該內盆凹部23；該手動按壓裝置42係設於該容器41，並連通該容器內空間411，且該手動按壓裝置42係具有一導引出口421。該模擬降雨組件50係用以朝該外盆凹部13、該內盆凹部23、該第一容納空間312及該第二容納空間322其中至少一者進行模擬降雨。 二、模擬平時排水模式步驟S2：該內盆組件20(更詳細的講是該內盆牆部22)係用以模擬一堤防；該第一容納部31與該第二容納部32分別立設於該內盆凹部23與該外盆凹部13，而模擬跨置於該堤防；該切換閥331係位於該關閉位置P2(關於該關閉位置P2敬請參考第4圖之狀態)以模擬該堤防之水閘門呈關閉狀態；進而以該模擬降雨組件50裝設一水W，並將該水W經該第一開口311倒入該第一容納空間312以模擬降雨(如第3圖所示)；直至該第一容納空間312之水位高於該連通管33，以模擬該堤防內水位升高，此時將該切換閥331切換至該開啟位置P1，該第一容納空間312內之該水W係經該連通管33流至該第二容納空間322，以模擬該堤防上之該水閘門開啟，且該堤防內之該水W可引流至該堤防外。 三、模擬災時防淹模式步驟S3：承上一步驟，先將該第一容納部31與該第二容納部32內之該水W清空；復以該模擬降雨組件50將該水W經該第二開口321倒入該第二容納空間322以模擬降雨；並當該第二容納空間322之水位即將高於該連通管33時，將該切換閥331切換至該關閉位置P2(如第4圖所示)；以模擬當該堤防外之水位升高，甚至高於該水閘門時，由於該水閘門關閉，所以該堤防外之該水W不會倒灌至該堤防內。 四、模擬抽水站抽水模式步驟S4：參閱第5圖(此步驟中，該雙容器連通組件30可予移除，故省略未示，合先陳明。)復以該模擬降雨組件50將該水W倒入該內盆凹部23以模擬降雨，且模擬該堤防內之水位上升而有淹水之虞。此時，該抽水組件40係用以模擬設於該堤防內之一抽水站，並當重複按壓該手動按壓裝置42以產生吸力，即可經該底部入口412將該內盆凹部23內之該水W吸出，並經該導引出口421排出，以模擬該抽水站對該堤防內進行抽水而防止淹水者。 五、完成步驟S5：完成該模擬水閘門及抽水站之教學裝置的使用教學。 在此要特別說明的部分是，由於水閘門與抽水站一般是裝設在堤防週邊。而堤防的範圍通常是數十公里，一般人(包括學生)通常不太可能去現場看實際操作(實際操作時大部分是大雨時進行洩洪或是防淹，且可能有危險性)。本案針對前述問題，具有下列重點： [a] 可分別模擬水閘門及抽水站之操作。本案以該內盆組件20之該內盆牆部22模擬堤防，再以該連通管33上之該切換閥331模擬水閘門，進而以該抽水組件40模擬抽水站。如此即可將複雜的水利洩洪(或是防淹)作業，簡單的透過該模擬平時排水模式步驟S2、該模擬災時防淹模式步驟S3及該模擬抽水站抽水模式步驟S4，達成何時該開啟、關閉水閘門，或是何時該開啟、關閉該抽水站，進行明確的教學。不僅可提高大眾對水利設施之瞭解，也提高了淹水時的防災知識。 [b] 教學裝置簡單且容易製作。該外盆組件10及該內盆組件20可分別使用大、小塑膠臉盆。該抽水組件40可為公知洗髮精或洗碗精之類的按壓瓶將底部挖出開口(或再加上濾網，構成該底部入口412)而達成。又，該雙容器連通組件30可用兩個礦泉水瓶切開後，再連接一塑膠管(亦即該連通管33)及加裝該切換閥331而達成。至於該模擬降雨組件50可為公知澆花用的盛水容器或類似之裝置來達成。 本創作之優點及功效可歸納如下： [1] 便於進行水利防災教學。本案以該內盆組件(更詳細的講是該內盆牆部)模擬堤防，再以該切換閥模擬水閘門，並以該抽水組件模擬抽水站。並分別透過該模擬平時排水模式步驟、該模擬災時防淹模式步驟及該模擬抽水站抽水模式步驟，可清楚的達成開啟、關閉水閘門之要點教學，並可清楚的達成開啟、關閉該抽水站之要點教學，而不用專程跑到堤防去教學(或是實際觀看)。故，便於進行水利防災教學。 [2] 教學裝置簡單且易於製作。本案以大及小塑膠臉盆、洗髮精或洗碗精之類的按壓瓶、礦泉水瓶、塑膠管、切換閥及澆水器等相當普遍且成本低之成品。即可完成該外盆組件、該內盆組件、該雙容器連通組件、該抽水組件及該模擬降雨組件等組合設置。不用另行開發設計。故，教學裝置簡單且易於製作。 以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本創作，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本創作之精神與範圍。

10:外盆組件 11:外盆底部 12:外盆牆部 13:外盆凹部 20:內盆組件 21:內盆底部 22:內盆牆部 23:內盆凹部 30:雙容器連通組件 31:第一容納部 311:第一開口 312:第一容納空間 32:第二容納部 321:第二開口 322:第二容納空間 33:連通管 331:切換閥 40:抽水組件 41:容器 411:容器內空間 412:底部入口 42:手動按壓裝置 421:導引出口 50:模擬降雨組件 91:主要排水河道 92:堤防 93:次要排水河道 94:滯洪池 95:調節池 96:抽水站 G1:第一水閘門 G2:第二水閘門 G3:調節池水閘門 H1:第一水位高度 H2:第二水位高度 W:水 P1:開啟位置 P2:關閉位置 S1:準備步驟 S2:模擬平時排水模式步驟 S3:模擬災時防淹模式步驟 S4:模擬抽水站抽水模式步驟 S5:完成步驟

第1圖係本創作之教學裝置之示意圖。 第2圖係第1圖之其中之部分裝置之其他角度之示意圖。 第3圖係第2圖之模擬平時排水模式之剖視圖。 第4圖係第2圖之模擬災時防淹模式之剖視圖。 第5圖係第1圖之其中之另部分裝置之示意圖。 第6圖係第5圖之模擬抽水站抽水模式之剖視圖。 第7圖係本創作之操作方法之流程圖。 第8圖係台灣嘉南平原中之某一典型平原地形的簡化示意圖。 第9圖係第8圖之部分水利設施之放大之示意圖。 第10係第8圖之部分水利設施之第一應用例之示意圖。 第11係第8圖之部分水利設施之第二應用例之示意圖。 第12係第8圖之部分水利設施之第三應用例之示意圖。

10:外盆組件

11:外盆底部

12:外盆牆部

13:外盆凹部

20:內盆組件

21:內盆底部

22:內盆牆部

23:內盆凹部

30:雙容器連通組件

31:第一容納部

311:第一開口

312:第一容納空間

32:第二容納部

321:第二開口

322:第二容納空間

33:連通管

331:切換閥

40:抽水組件

41:容器

411:容器內空間

412:底部入口

42:手動按壓裝置

421:導引出口

50:模擬降雨組件

Claims (4)

1. 一種模擬水閘門及抽水站之教學裝置，係包括： 一外盆組件，係具有一外盆底部及一外盆牆部，該外盆底部及該外盆牆部係包圍出一外盆凹部； 一內盆組件，係設於該外盆凹部，該內盆組件係具有一內盆底部及一內盆牆部，該內盆底部及該內盆牆部係包圍出一內盆凹部； 一雙容器連通組件，係用以跨設於該外盆凹部與該內盆凹部；該雙容器連通組件係包括一第一容納部、一第二容納部及一連通管；該第一容納部係立設於該外盆凹部、該內盆凹部其中一者內，且該第一容納部係具有一第一開口及一第一容納空間；該第二容納部係立設於該外盆凹部、該內盆凹部其中另一者內，且該第二容納部係具有一第二開口及一第二容納空間；該連通管係連通該第一容納空間及該第二容納空間，且該連通管係設一切換閥，該切換閥至少可於一開啟位置與一關閉位置之間切換； 一抽水組件，係用以設於該內盆凹部，該抽水組件係具有一容器及一手動按壓裝置；該容器係具有相互連通之一容器內空間及一底部入口，該手動按壓裝置係設於該容器，並連通該容器內空間，且該手動按壓裝置係具有一導引出口；及 一模擬降雨組件，係用以朝該外盆凹部、該內盆凹部、該第一容納空間及該第二容納空間其中至少一者進行模擬降雨。
2. 如請求項1所述之模擬水閘門及抽水站之教學裝置，其中： 該第一容納部係為保特瓶，並將保特瓶之瓶口切除，以構成該第一開口； 該第二容納部係為保特瓶，並將保特瓶之瓶口切除，以構成該第二開口；及 該連通管係為塑膠管。
3. 如請求項1所述之模擬水閘門及抽水站之教學裝置，其中： 該容器係為洗髮精瓶；及 該手動按壓裝置係為該洗髮精瓶之按壓裝置。
4. 如請求項1所述之模擬水閘門及抽水站之教學裝置，其中，該模擬降雨組件係為澆灑裝置。

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