循环节水热水器

循环节水热水器

获奖者：北京市育才学校郭家楷

使用热水器时，很多人都有过“放水”的经历。由于热水器到花洒有一段距离，所以每次使用前，这段水管中储存的凉水往往就直接被人放掉了，这些被浪费掉的水，虽然每次并不多，但是累积下来，也绝不是一个小的数目。在他的入户调查中发现，最多的一户居民家放了14升的冷水后才放出热水，最少的一户放了1200毫升的冷水后放出了热水。

为此，郭家楷动起了脑筋，设计了一款循环式节水装置。

本项产品的根本方案是：当水管中的水温未达到预设值时，水泵自动开始运作，使管内水循环，通过水泵使水管中的水能够进行循环，用热水将凉水“顶”回热水器。当水管中通过的水的温度达到预设值时，水泵自动停止运作。

在设计中，如何通过水温实现水泵的自动开关是一个关键问题。于是，郭家楷通过使用温控开关来解决这个问题，利用温控开关在温度高于设定温度时断开、反之闭合的特性来完成自动控制。

而这套装备还有防烫伤的功能。因为40多度的水温就会使人体皮肤有灼痛感，所以在实际使用中，为防止使用者使用温控器出错而导致烫伤等情况，设备选用了40℃为上限的温控器。

这套设备虽然并不复杂，但是作用很明显。若使用这套节水装置，郭家楷算了一笔账，每人平均一年的洗澡次数约为150次，则大约共节水0.37立方米，则一户3口之家可节近1吨的水。如果这套设备应用到北京（目前人口接近2千万），则每年可节省600多万吨水。

门头沟泥石流年代研究

获奖者：北京市大峪中学 杨振铎

北京山区山坡陡峻、岩体破碎，在遇到较多降水的时候，极易发生泥石流灾害。这对北京山区居民的生命财产安全和社会经济的发展造成了严重威胁。

很多部门对北京地区近、现代泥石流活动情况进行了卓有成效的研究，但涉及古泥石流的研究极少。但研究古泥石流也很重要，泥石流沉积的环境记录具有代表性，代表了特定地区特定时段降雨量丰富、当地构造运动强烈、地形落差较大的特殊环境。如能对泥石流沉积进行准确定年，则对古环境信息形成是一个重要的补充。

所以杨振铎在前人研究基础上，通过采集悬空寺剖面的样品，开始研究位于门头沟区清水河流域最近泥石流堆积的年代。

首先，杨振铎对北京门头沟区清水河流域悬空寺外剖面处的样品进行采集。在暗室中，他用5%的王水处理泥石流堆积物样品，除去样品中的有机质、碳酸盐等物质。接着用蒸馏水洗样品，直至洗至中性。样品经干燥处理后，过筛获得混合矿物组分。然后将样品均匀地粘在涂有硅油的铝制样片上，静置5分钟以上，使样品粘牢。

因为泥石流堆积物层位越深，它所经历的年代越久，所受到的环境辐射剂量就越大，经过热激发后，所释放出的光子数量就越大。所以经过热释光仪检测，就能测定泥石流堆积物的年代。

经过检测，杨振铎发现，在全新世时期内，发生过泥石流。泥石流过程大致开始于约7.78k.a.（千年）。而在此之前，距今16.00k.a.（千年）之前，存在过一期大规模的泥石流活动。在土样中发现的年龄最大的样本，距今大致为18.89k.a.（千年）。而年龄最小的样本为0.09 k.a.（千年）。