. 城市⾃来⽔⼚⼯艺流程沙盘模型：该模型聚焦于⾃来⽔⼚的净⽔⼯艺 ，详细展⽰从原⽔到饮⽤⽔的处理过程。模型中包含典型净⽔构筑物的微缩模型 ，如反应沉淀池、滤池、清⽔池、 消毒设施等 ，并通过灯光或⽔流演⽰混凝、沉淀、过滤、消毒等步骤。⼀些模型还配备PLC控制系统 ，可模拟不同⼯况下的运⾏状态。通过⾃来⽔⼚模型 ，学⽣可以直观观察各处理单元如何协同⼯作 ，理解⽔质净化的原理和流程。

. 建筑给排⽔及消防系统模型：这类模型以建筑内部的给⽔排⽔和消防设施为展⽰对象 ，通常采⽤多层建筑剖⾯模型形式。模型中包含室内给⽔管道系统、卫⽣器具、排⽔⽴管与⽀管、 以及消⽕栓系统、 ⾃动喷⽔灭⽕系统等消防设施的布置。通过该模型 ，学⽣可以了解建筑内部管⽹的⾛向和布置要求 ，消⽕栓和喷淋系统的设置⽅式 ，以及⽣活⽤⽔与消防⽤⽔系统的区别与联系。部分模型还动态演⽰消防⽔的流动路径 ，帮助学⽣掌握建筑消防给⽔的⼯作原理。

. 城市排⽔管⽹及污⽔处理沙盘模型：此模型侧重城市排⽔收集与处理系统 ，⼀般包括城市⾬⽔/污⽔管⽹的局部区段模型、提升泵站模型 ，以及污⽔处理⼚主要⼯艺单元模型。通过该模型 ，可以演⽰⾬⽔和污⽔如何经管⽹汇集、泵站提升 ，然后进⼊污⽔处理⼚进⾏处理的全过程。模型中管⽹部分可展⽰不同类型检查井、管道坡度和连接⽅式 ，污⽔处理部分则展⽰格栅、沉砂池、曝⽓池、⼆沉池等单元。学⽣通过观察模型 ，能够理解城市排⽔管⽹的结构和作⽤ ，以及污⽔处理⼚各⼯艺环节的功能衔接。

. ⼯业废⽔处理⼯艺沙盘模型：针对⼯业⽔处理教学 ，这类模型展⽰典型⼯业废⽔处理⼯艺流程和专⽤设备。例如 ，模型中可能包含调节池、中和反应池、沉淀池、过滤装置、甚⾄膜处理单元或污泥⼲化设施等。模型突出⼯业废⽔处理的特殊⼯艺（如化学处理、物化处理）和设备（如反应槽、压滤机等），使学⽣了解不同⼯业废⽔处理的特点。通过模型演⽰ ，学⽣可直观看到⼯业废⽔如何经过预处理、⼆级处理和深度处理达到排放标准的过程。

以上各类沙盘模型在教学中发挥着不同作⽤ ，但共同特点是将科学性、 直观性和艺术性相 结合。它们严格按照⼯程实际布局和⽐例制作 ，各设备位置和连接关系准确⽆误 ，能够真实反映系统⼯作原理；同时采⽤形象逼真的模型元件和动态演⽰，使复杂的⼯程流程变得⽣动有趣 ，有助于提⾼教学效果。

⼆、典型给排⽔⼯程沙盘模型原理

为更深⼊地了解给排⽔沙盘模型 ，下⾯分别介绍⾃来⽔取⽔泵房、 ⾃来⽔⼚净化⼯艺、城镇给⽔管⽹ 、建筑内部给排⽔及消防、 城市排⽔管⽹ 、城市⽣活污⽔处理、 ⼯业废⽔处理等七类典型模型的结构组成、主要设备及⼯作原理。

2.1 ⾃来⽔取⽔泵房沙盘模型

⾃来⽔取⽔泵房模型模拟的是从⽔源取⽔并将原⽔输送⾄⽔⼚的过程。 模型通常包括取⽔ 头部、 吸⽔井、 ⽔泵机组、 阀⻔及配电控制等部分。取⽔头部模拟江河或⽔库中的进⽔ ⼝ ，通过管道连接到吸⽔井； 吸⽔井内设有⽔位指⽰ ，井中安装有模拟的⽔泵机组（ 如离⼼泵模型）。 当模型运⾏时 ，⼩型⽔泵将⽔箱中的⽔抽送⾄⾼处 ，模拟原⽔提升过程。 ⽔泵出⼝管道上安装有阀⻔模型和流量计模型 ，⽤于展⽰⽔泵启动、调节和停泵时的操作。 配电控制柜模型则演⽰⽔泵电机的控制逻辑 ，例如通过按钮启停⽔泵 ，观察指⽰灯状态等。

该模型⼯作原理与真实取⽔泵房⼀致： 原⽔经取⽔⼝进⼊吸⽔井 ， 由⽔泵加压后通过输⽔管送往净⽔⼚ 。模型通过动态⽔流和灯光指⽰ ，让学⽣直观看到⽔泵如何将⽔从低处提升⾄⾼处 ， 以及阀⻔如何调节流量。 同时模型可以演⽰⽔泵的并联运⾏ 、切换备⽤泵等⼯况。通过操作该模型 ，学⽣能够掌握取⽔泵站的基本组成和运⾏控制要点 ，理解⽔泵扬程、流量等参数的意义。

2.2 ⾃来⽔⼚净化⼯艺沙盘模型

⾃来⽔⼚净化⼯艺模型以城市⾃来⽔⼚为原型 ，展⽰从原⽔到饮⽤⽔的处理流程。 模型通常按⼯艺流程顺序布置各主要处理单元 ，包括格栅井、 反应沉淀池、 滤池、 清⽔池、消毒 接触池等，以及加药装置、反冲洗系统等辅助设施。各单元之间通过连通管渠连接，利⽤循环⽔泵实现⽔流循环。

⼯作原理流程如下：原⽔（模型⽔箱供⽔）⾸先经过格栅去除⼤颗粒杂质 ，然后进⼊反应池与模拟药剂混合发⽣混凝反应 ，形成矾花； 随后⽔流进⼊沉淀池 ，矾花沉淀分离 ，上清液流⼊滤池；滤池内填充模拟滤料（如⽯英砂），进⼀步截留细微杂质； 过滤后的⽔进⼊清⽔池 ，再经消毒装置（如紫外灯或加氯装置模型） 杀菌 ，最终成为达标⾃来⽔。模型中往往通过灯光颜⾊变化表⽰⽔质变化（例如原⽔呈淡黄⾊ ，经处理后变为⽆⾊），并利⽤⼩型电动搅拌器模拟反应池的混合过程 ，⽤⽓泡装置模拟滤池反冲洗时的⽔流扰动。

通过该大型城市自来水厂模型 ，学⽣可以直观地观察混凝-沉淀-过滤-消毒这⼀常规净⽔⼯艺的连续过程，了解每个处理单元的作⽤ 。例如，模型可以演⽰不同⼯况 ，如加⼤“原⽔”浊度观察沉淀池效果变化，或调整加药量观察出⽔⽔质变化等 ，从⽽加深对净⽔原理的理解。

2.3 城镇给⽔管⽹⼯艺沙盘模型

城镇给⽔管⽹模型展⽰城市⾃来⽔输配系统的布局和⼯作情况。模型通常以⼀个⼩型城区为背景 ，包含环状或枝状的管⽹系统、 中途加压泵站、 ⽔塔或⾼位⽔池、 ⽤户接⽔点等要 素。管⽹由许多细管构成⽹络 ，覆盖模型中的“街区” ，管⽹上设有模拟阀⻔ 、消⽕栓和计量表等。 模型还配有循环⽔泵和⽔箱 ，⽤于模拟⽔⼚向管⽹供⽔以及管⽹向⽤户配⽔的过程。

⼯作原理⽅⾯ ，模型演⽰清⽔从⽔⼚清⽔池 （或⾼位⽔池） 通过管⽹输送到各⽤户的过 程：启动供⽔泵后 ，⽔从“⽔⼚”出发 ，沿管⽹流动 ，经过不同管径的管道和节点 ，最终到 达模型中的居⺠楼、 ⼯⼚等⽤户接⼝ 。模型中可通过不同颜⾊标记不同功能管道（ 如红⾊ 表⽰消防⼲管），并利⽤灯光闪烁表⽰⽔流⽅向。当关闭某些阀⻔时 ，可观察到下游区域的 “停⽔”效果 ，从⽽理解管⽹分区和阀⻔控制的作⽤ 。此外 ，模型中若设置⽔塔 ，则可演⽰⽔塔在⾼峰⽤⽔时向下供⽔ 、低峰时储⽔的调节作⽤ 。

通过城镇给⽔管⽹模型 ，学⽣能够直观认识管⽹布置形式、节点压⼒分布、 供⽔可靠性等概念。 例如，观察环状管⽹如何提⾼供⽔安全性，当某段管道检修关闭时，⽔流可通过其他路径绕⾏；了解不同管径如何匹配流量需求；理解⽔塔或⾼位⽔池在管⽹中的调蓄作⽤等。模型还可⽤于演⽰管⽹⽔⼒现象，如通过调节⽔泵扬程观察末端⽔压变化，从⽽帮助学⽣建⽴对给⽔管⽹⽔⼒⼯况的感性认识。

2.4 建筑内部给排⽔及消防系统⼯艺沙盘模型

建筑给排⽔与消防系统模型通常以⼀栋多层建筑的剖⾯形式呈现 ，展⽰建筑物内部给⽔ 、 排⽔以及消防设施的布置和⼯作原理。 模型包括建筑结构框架、 室内给⽔⽴管与⽀管、卫⽣器具、排⽔管道系统、消⽕栓系统、⾃动喷⽔灭⽕系统等部分。给⽔管道从模型底部的 “市政给⽔⼲管”接⼊ ，沿楼层⽴管向上 ，分⽀到各层的⽔龙头、⻢桶等卫⽣器具； 排⽔管道则从各卫⽣器具汇集到⽴管，向下排⼊模型底部的“污⽔检查井”。消防系统部分，在模型楼梯间或⾛廊处设置消⽕栓箱模型 ，箱内有模拟⽔枪和⽔带；在房间天花板下布置模拟喷头 ，连接到消防给⽔管⽹。

该模型可通过灯光和⽔流演⽰两种系统的⼯作： 给⽔系统⽅⾯ ，打开模型中某层的⽔龙头 开关（按钮），可见模拟⽔流（ 或灯光） 沿管道流动到该⽔龙头 ，形象展⽰建筑内部冷⽔供 应路径； 关闭时⽔流停⽌ 。排⽔系统⽅⾯ ， 当模型中的冲⽔⻢桶或洗⼿盆被“使⽤”（通过按 钮触发），可见模拟⽔流经器具排⼊⽀管、 ⽴管 ，最终流向排⽔检查井 ，演⽰污废⽔排出过 程。消防系统⽅⾯ ， 当触发消⽕栓按钮或模拟⽕灾信号时 ，模型中的消防泵启动 ，红⾊指⽰灯沿消防⽴管和⽀管快速闪烁⾄相应楼层的消⽕栓或喷头处 ，模拟消防⽔迅速到达⽕灾现场的情景。有的模型还配有声光报警装置，以增强演⽰效果。

通过建筑给排⽔及消防模型 ，学⽣可以直观了解室内管⽹的空间布置： 例如给⽔管道如何在楼板和墙体内敷设 ，排⽔管道如何设置坡度和检查⼝ ，消⽕栓如何分层布置 ， 喷淋头如 何在房间均匀分布等。 同时 ，模型动态演⽰帮助学⽣理解给⽔压⼒传递（⾼层是否需要增压）、排⽔重⼒流原理（ 为何底层卫⽣器具排⽔更顺畅） 以及消防系统联动（ ⽕警时消防泵 ⾃动启动供⽔） 等知识。 这对建筑环境与设备⼯程专业的学⽣理解建筑给排⽔设计和消防规范具有重要意义。

2.5 城市排⽔管⽹⼯艺沙盘模型

城市排⽔管⽹模型展⽰城市⾬⽔和污⽔收集、 输送的地下管⽹系统。 模型通常以城市街区 的地下剖⾯形式呈现 ，包括排⽔⼲管、 ⽀管、 检查井、 ⾬⽔⼝ 、提升泵站等要素。模型 中 ，不同颜⾊的管道分别代表污⽔管和⾬⽔管 ，按照⼀定坡度敷设在“地下”（模型底板内或 透明槽中），每隔⼀段距离设置检查井模型 ，井盖上标有编号和类型。 ⾬⽔⼝模型设置在道 路两侧 ，通过连接管接⼊⾬⽔管⽹ 。模型还可能包含⼀个⼩型污⽔提升泵站模型 ，⽤于模拟当管⽹⽆法依靠重⼒⾃流时 ，通过⽔泵将污⽔提升⾄更⾼处管⽹的情景。

⼯作原理上 ，模型演⽰降⾬或⽣活污⽔经管⽹汇集排出的过程： 当模拟降⾬启动（ 如打开喷淋装置或拨动开关），模型道路上的⾬⽔通过⾬⽔⼝流⼊⾬⽔⽀管 ，再汇⼊⼲管 ，最终流 向模型末端的“河流”或“排⽔出⼝”； 同时 ，模型建筑内的⽣活污⽔经污⽔⽀管进⼊⼲管 ， 流向污⽔处理⼚⽅向。 检查井模型内部设有⽔位指⽰ ， 当管⽹中有⽔流时 ，可观察到井内 ⽔位变化。 若演⽰污⽔提升泵站 ，则当⼲管中的⽔位达到设定⾼度时 ，泵站模型中的⽔泵⾃动启动 ，将⽔抽送到⾼处⼲管 ，从⽽避免下游管⽹堵塞。

通过城市排⽔管⽹模型 ，学⽣可以直观认识排⽔管⽹的结构和功能： 了解⾬⽔管与污⽔管 的分流制布置 ，检查井在管⽹中的作⽤ （清通、连接、跌⽔等）， 以及管道坡度对⽔流的影响。模型还可模拟管⽹常见问题 ，如某段管道堵塞时 ，上游检查井⽔位上升甚⾄冒溢的现 象 ，从⽽让学⽣理解管⽹维护的重要性。 此外 ，通过操作模型 ，学⽣能够掌握排⽔管⽹⽔ ⼒计算的⼀些基本概念 ，例如通过调整管道坡度或管径 ，观察⽔流速度和充满度的变化 ， 加深对重⼒流排⽔原理的理解。

2.6 城市⽣活污⽔处理⼯艺沙盘模型

城市⽣活污⽔处理⼯艺模型以城市污⽔处理⼚为原型 ，展⽰⽣活污⽔的净化处理流程。 模 型通常包括预处理单元、 ⽣物处理单元、 污泥处理单元等主要部分 ，具体有格栅、沉砂 池、初沉池、 曝⽓池（ ⽣物反应池）、⼆沉池、 消毒池、 污泥浓缩池和脱⽔机等模型装置，各单元之间通过管道连接 ，形成连续的⼯艺流程。 模型配有循环⽔泵和⽔箱 ，⽤于提供模 拟污⽔并使⽔循环流动 ，同时可能使⽤有⾊液体或⽰踪剂模拟污染物去除过程。

⼯作原理⽅⾯ ，模型模拟如下流程： 来⾃管⽹的污⽔⾸先经过格栅去除⼤块杂物 ，然后进 ⼊沉砂池沉降砂粒； 随后污⽔流⼊初沉池 ，使可沉悬浮物沉淀分离； 上清液进⼊曝⽓池 ， 池中模拟活性污泥（如染⾊颗粒） 在曝⽓装置（⽓泡模拟） 的作⽤下与污⽔混合 ，降解有 机物； 混合液流⼊⼆沉池进⾏泥⽔分离 ，沉淀的污泥⼀部分回流⾄曝⽓池 ，剩余污泥则进 ⼊污泥处理系统； ⼆沉池出⽔经过消毒后达标排放。模型通过不同颜⾊LED灯代表⽔质变化： 例如原⽔呈黄⾊ ，经初沉后颜⾊变浅 ， 曝⽓池出⽔颜⾊进⼀步变清 ，最终出⽔接近⽆⾊（白色灯） 。 污泥处理部分则演⽰污泥从沉淀池底部排出 ，经浓缩池浓缩、脱⽔机（如带式压滤机模型） 脱⽔ ，形成泥饼的过程（红色灯带演示）。

污⽔处理⼚沙盘模型 ，展⽰各处理单元及LED灯指⽰的⽔流路径

通过⽣活污⽔处理模型 ，学⽣可以直观地理解“⼀级处理 → ⼆级处理 →深度处理（消毒）”的 全过程。 观察各处理单元如何协同⼯作： 如格栅和沉砂池如何保护后续设备 ，曝⽓池中“活 性污泥”如何通过搅拌和充氧降解污染物 ，⼆沉池如何实现污泥回流和出⽔澄清等。模型还可以演⽰典型⼯况 ，如增⼤“进⽔”有机物浓度 ，观察曝⽓池溶解氧变化和出⽔⽔质变化，从⽽理解⼯艺控制的重要性。 这种直观演⽰有助于学⽣将课本上学到的污⽔处理理论与实际⼯艺联系起来加深对⽣物处理、污泥回流等概念的理解。

2.7 ⼯业污⽔处理⼯艺沙盘模型

⼯业污⽔处理模型展⽰的是针对⼯业废⽔的特殊处理⼯艺和设备。 根据⼯业类型不同 ，模 型可能包含调节池、中和反应池、沉淀池、⽣物处理装置、过滤吸附装置、 膜处理单元、污泥⼲化设施等。例如 ，⼀个化⼯废⽔处理模型可能包括：调节池（ ⽤于均衡⽔质⽔量）、加药反应池（投加酸碱中和或沉淀剂）、沉淀池（ 去除重⾦属或沉淀物）、好氧或厌氧⽣物 处理池（ 降解有机物）、砂滤或活性炭吸附柱（深度处理），以及污泥浓缩池和压滤机（处 理污泥）。模型中各装置的规模和连接顺序根据实际⼯艺⽽定 ，通常⽐⽣活污⽔处理流程更复杂，以体现⼯业废⽔处理的针对性。

⼯作原理⽅⾯，模型模拟⼯业废⽔的净化流程：⼯业废⽔⾸先进⼊调节池均质均量 ，然后进⼊反应池与化学药剂混合，发⽣中和、沉淀等反应，去除特定污染物；接着流⼊沉淀池 将⽣成的沉淀物分离； 上清液根据需要进⼊⽣物处理单元（如好氧曝⽓池） 进⼀步降解有机物 ，或直接进⼊深度处理单元（如膜过滤器）进⾏⾼精度过滤； 最后出⽔经消毒达标排放 ，沉淀的污泥则经浓缩脱⽔后外运处理。模型中可能使⽤不同颜⾊的灯带代表不同⼯业废⽔ （ 例如含重⾦属废⽔呈蓝⾊ ，经处理后颜⾊褪去），通过灯光和流动演⽰各步骤。 例如 ， 在反应池中加⼊模拟药剂后 ，可见液体颜⾊变化或产⽣“沉淀”（模型中可⽤黄色灯带模拟），随后沉淀池底部收集到模拟污泥。

通过⼯业污⽔处理模型 ，学⽣可以了解⼯业废⽔处理的多样性和复杂性。 不同⾏业废⽔可 能需要不同的处理⼯艺组合 ，模型展⽰了典型⼯艺路线 ，使学⽣理解预处理（物化处理） 和⼆级处理（ ⽣化处理） 如何结合 ， 以满⾜严格的排放标准。 此外 ，模型还突出了污泥处 理和资源化的环节 ，让学⽣认识到⼯业废⽔处理中污泥也是需要妥善处置的重要部分。 通 过观察模型运⾏ ，学⽣能够将课堂所学的化学沉淀、 ⽣物降解、 膜分离等技术与实际⼯艺 联系起来 ，加深对⼯业废⽔处理技术的认识和掌握。

三、抽⽔蓄能电站展⽰沙盘模型的应⽤场景

除了传统的给排⽔⼯程模型 ，在能源与⽔利领域也⼴泛应⽤沙盘模型进⾏展⽰和科普。 抽⽔蓄能电站沙盘模型就是其中⼀例。 抽⽔蓄能电站是⼀种利⽤电⼒系统低⾕电能抽⽔⾄上⽔库 ，在⾼峰时放⽔发电的⼤型储能设施。 其沙盘模型通常包括上下⽔库、 输⽔系统、 地下⼚房（含⽔泵⽔轮机和发电机模型）、开关站等部分 ，完整再现电站的地形和结构。这类 模型不仅具有教学功能 ，还常⽤于以下场景：

. 新能源展会：在新能源产业展览、能源技术博览会上 ，抽⽔蓄能模型是吸引观众的亮点之 ⼀ 。模型以直观、⽣动的⽅式展⽰抽⽔蓄能电站的复杂系统和⼯作原理 ，使观众在有限时间内了解这⼀新型储能技术的核⼼内容。例如 ，在模型上动态演⽰“抽⽔”和“发电”两种⼯ 况： ⽩天模型中的下⽔库⽔位下降、上⽔库⽔位上升 ，模拟抽⽔储能过程；夜晚则相反 ， 上⽔库放⽔驱动⽔轮机发电 ，下⽔库⽔位回升。通过灯光和⽔流的变化 ，观众可以直观理 解抽⽔蓄能如何在电⽹中削峰填⾕ 、平衡供需。这种形象展⽰有助于向公众普及新能源储能知识，提升展会效果。

. 企业展厅：许多电⼒能源企业会在展厅中设置抽⽔蓄能电站模型 ，作为展⽰企业技术实⼒ 和项⽬成果的核⼼展品。模型可以按照企业承建或运营的某座⼤型抽⽔蓄能电站按⽐例微 缩 ，详细呈现电站的规模、布局和⼯程特⾊。通过模型的动态演⽰和配套讲解 ，企业能够 向客户、合作伙伴直观展⽰其在抽⽔蓄能领域的先进技术和丰富经验。例如 ，模型上可标 ⽰电站的最⼤扬程、装机容量等关键参数 ，通过多媒体系统播放电站建设和运⾏的视频资 料 ，配合模型演⽰ ，让参观者全⾯了解该电站的功能和效益。这不仅增强了参观者对企业 的信任和认可 ，也有助于企业推⼴⾃⾝品牌形象 ，在⾏业内扩⼤影响⼒。

. 能源科普展⽰：在科技馆、⻘少年能源教育基地等场所 ，抽⽔蓄能模型是深受欢迎的互动 展品之⼀ 。模型以寓教于乐的⽅式向公众 ，尤其是⻘少年 ，展⽰能源存储与转换的奥秘。 例如 ，观众可以通过按钮选择不同⼯况 ，观察模型中⽔流⽅向和灯光变化 ，了解抽⽔蓄能 电站如何将电能转化为⽔的势能储存 ，⼜在需要时将势能转化为电能输出。模型旁边通常 配有简明的⽂字说明或语⾳讲解 ，介绍抽⽔蓄能在电⽹调峰、可再⽣能源消纳等⽅⾯的作 ⽤ 。通过亲⼿操作和直观观察 ，观众能够轻松理解复杂的储能原理 ，激发对能源科技的兴 趣和探索欲望。这对于培养公众的能源意识、宣传绿⾊低碳理念具有积极意义。抽⽔蓄能电站沙盘模型以其直观性和互动性 ，在新能源展⽰ 、企业宣传和科普教育 等⽅⾯发挥着重要作⽤ 。 它让抽象的能源系统变得看得见、 摸得着 ，有效提升了信息传递 的效果和观众体验。 随着我国⼤⼒发展抽⽔蓄能等新型储能技术 ，此类模型的应⽤前景将更加⼴阔。

四、排⽔⼯程教学沙盘模型制作材料

排⽔⼯程教学沙盘模型在选材和设计上需要兼顾逼真度、 安全性和耐⽤性。 以下从制作材 料和技术参数两⽅⾯进⾏说明：

1. 模型材料：模型主体结构通常采⽤轻质⾼强度的材料制作 ，例如泡沫板、KT板、⽊板、 塑料板等作为底盘和建筑构件的基材。 这些材料重量轻 ，易于切割成型 ，便于搭建地形和建筑物的轮廓。 对于模型中的管道系统 ， 多使⽤透明或彩⾊的塑料管材 （ 如PVC管、有机 玻璃管）， 以便观察内部⽔流模拟情况。⼩型设备模型（如⽔泵、 阀⻔ 、格栅等） 可采⽤⼯程塑料或⾦属材料经3D打印或机械加⼯⽽成 ， 以确保细节逼真且坚固耐⽤ 。模型表⾯常铺 设仿真草⽪ 、喷绘背景等 ， 以模拟⾃然环境和城市景观。 电⽓和电⼦元件⽅⾯ ，会使⽤低电压的LED灯带/灯泡来指⽰流程⾛向或设备运⾏状态 ，微型⽔泵⽤于驱动循环⽔流 ，控制电路板（ 如PLC控制器） ⽤于协调各部分的动作。 所有材料均应符合环保和安全要求 ，⽆ 毒⽆味 ，确保在教学环境中使⽤安全。

2. 技术参数：模型的尺⼨规格根据教学需求和展⽰场地⽽定。 ⼀般教学⽤沙盘模型的尺⼨ 在1~3⽶见⽅左右 ，既⽅便多⼈同时观察 ，⼜不⾄于过于庞⼤难以移动。 模型的⽐例通常 在1:50~1:200之间 ，复杂系统可取较⼩⽐例以容纳更多内容 ，简单局部模型可取较⼤⽐例 以突出细节。模型中管道直径多为⼏厘⽶⾄⼗⼏厘⽶不等 （ 对应实际管径⼏⼗厘⽶⾄⼏ ⽶）， 以保证⾜够的⽔流通道和视觉效果。 ⼯作电压⽅⾯ ，为确保安全 ，模型电⽓部分⼀般 采⽤直流低压电源（如12V或24V） 供电 ，避免使⽤220V⾼压 ，防⽌学⽣操作时触电。⽔泵 参数通常为⼩型循环⽔泵 ，流量和扬程较低 ， 以满⾜模型内⽔循环即可 ，例如流量每⼩时 ⼏⼗升 ，扬程⼏⽶ ，这样既保证⽔流可⻅ ，⼜不会因⽔压过⾼导致漏⽔或损坏模型。 控制⽅式上 ， 简单模型 可 采 ⽤ ⼿ 动 开 关 控 制 各 部 件 动 作 ， 复 杂 模 型 则 配 备 可编程控制器（PLC） 和触摸屏界⾯ ， 实现⾃动化演⽰和参数设置。 模型还可能集成传感 器和仪表 ，如模拟液位计、流量计等 ，实时显⽰运⾏数据 ，增加互动性和教学效果。

3. 安全与维护： 由于是教学⽤具 ，模型设计时充分考虑安全性。 所有电⽓线路都有绝缘保 护和过载保护 ，避免短路或过热。 模型中的⽔系统采⽤循环封闭设计 ，⽤⽔槽或⽔箱储存循环⽔ ，不会造成地⾯湿滑或积⽔ 。材料⽅⾯ ，优先选⽤防⽕阻燃的板材和⽆毒环保的油 漆颜料 ，确保模型在教室或展厅中使⽤时不会对师⽣健康造成影响。 模型应具有⼀定的耐 ⽤性 ，能够经受频繁的教学演⽰操作。 为此 ，关键运动部件（ 如⽔泵） 选⽤质量可靠的产品 ，连接部位采⽤牢固的接⼝⽅式 ， 防⽌松动脱落。 在维护上 ，模型需要定期检查电⽓连接和⽔路密封情况 ，清理管道内的杂质，以保证⻓期稳定运⾏。

此类教学沙盘模型属于演⽰装置 ，⽽⾮真实的运⾏设备。 模型中⽔泵、 阀⻔等只是模拟其外观和动作，并不具备真实设备的全部功能和性能。 例如 ，模型⽔泵⽆法提供与真实泵站同等的扬程和流量 ，模型阀⻔也不⽤于实际流体控制。因此 ，在教学中向学⽣明确模型的局限性 ， 它主要⽤于结构和流程的⽰意 ，帮助理解原理 ，⽽不能替代真实设备的操作训练。

五、排⽔⼯程教学沙盘模型在教学实训中的优势

将沙盘模型引⼊排⽔⼯程教学实训 ，具有传统教学⼿段⽆法⽐拟的优势 ，主要体现在以下⼏个⽅⾯：

. 直观教学 ，加深理解：沙盘模型以三维⽴体形式再现了排⽔⼯程的真实场景 ，使抽象的理 论知识变得具体可感。学⽣通过观察模型中各设备的布局和运⾏演⽰ ，能够更直观地理解 排⽔系统的⼯作原理。例如 ，在没有模型时 ，学⽣对于“⾬⽔如何通过管⽹汇集”可能只有 平⾯图纸上的概念 ，⽽通过模型可以亲眼看到⾬⽔从屋⾯流到地⾯ 、经⾬⽔⼝进⼊管道、 最终排出的全过程 ，从⽽建⽴清晰的空间概念。这种直观教学有助于提⾼学⽣的学习兴趣 和主动性 ，使复杂的⼯程概念更容易被接受和记忆。

. 情境模拟，贴近实际：模型创造了⼀个接近真实的⼯程情境 ，让学⽣仿佛置⾝于实际⼯程 项⽬现场。通过操作模型 ，学⽣可以模拟各种⼯况和故障场景 ，例如调节阀⻔开度观察⽔ 流变化 ，或者模拟管道堵塞观察⽔位变化等。这种互动式实训使学⽣能够在安全可控的环 境下体验⼯程实际中的问题 ，培养解决实际问题的能⼒ 。例如 ，在城市排⽔管⽹模型中 ， 学⽣可以尝试调整管径和坡度 ，观察排⽔效果的变化 ，从⽽理解设计参数对系统性能的影 响。这种贴近实际的模拟训练有助于缩短课堂与现场的距离 ，提⾼学⽣的⼯程实践意识。

. 激发兴趣，提⾼参与度：相⽐单纯听讲和看图 ，模型教学更具趣味性和参与性。学⽣可以 亲⾃动⼿操作模型按钮、控制设备运⾏ ，成为教学过程的主动参与者。这种寓教于乐的⽅ 式能够极⼤地激发学⽣的学习兴趣 ，提⾼课堂参与度。 当学⽣看到⾃⼰的操作使模型中的 ⽔流按照预期流动、设备按照设定运⾏时 ，会产⽣成就感 ，进⼀步增强学习动⼒ 。沙盘模 型还可以⽤于⼩组实训 ，学⽣分组协作完成某项任务（如调整模型参数使系统运⾏达到最 优），培养团队合作和沟通能⼒ 。这些互动环节使课堂⽓氛更加活跃 ，学习效果更佳。

. 突破时空限制 ，重复演⽰：模型教学不受时间和空间的严格限制。教师可以根据需要随时 重复演⽰某⼀过程或细节 ，直到所有学⽣都理解为⽌ 。这在真实⼯程现场是难以实现的

（例如⽆法随意让污⽔处理⼚反复启停来给学⽣观察）。⽽通过模型 ，学⽣可以反复观察关 键环节 ，如⽔泵启动瞬间的⽔流变化、沉淀池污泥沉淀过程等 ，从⽽掌握其中的规律。此 外 ，模型可以⻓时间运⾏ ，⽤于连续观察 ，例如模拟⼀整个降⾬过程中排⽔系统的响应。

这些都是课堂讲授或多媒体视频难以充分实现的。因此 ，模型为教学提供了可重复、可控 制的实验平台 ，⽅便教师因材施教 ，学⽣也可以根据⾃⼰的理解节奏反复学习。

. 安全环保，降低成本：使⽤教学模型进⾏实训 ，避免了在真实设施上操作可能带来的安全 ⻛险和⾼昂成本。排⽔⼯程涉及⼤型设备和管⽹ ，如果让学⽣直接在真实⽔⼚或泵站操作 ，存在⼀定危险性 ，且误操作可能造成经济损失。⽽模型系统规模⼩、 电压低、⽔循环使⽤ ，安全性⾼且成本低廉。模型损坏或发⽣故障时 ，修复更换的代价也远低于真实设备。因此 ，模型教学为学⽣提供了⼀个安全、经济的实践环境 ，使学校能够以较低投⼊开 展实践教学 ，让更多学⽣有机会动⼿操作 ，获得实践经验。排⽔⼯程教学沙盘模型通过直观展⽰和互动操作 ，将理论与实践紧密结合 ，有 效提升了教学效果和学⽣的实践能⼒ 。在职业教育和⾼等教育的给排⽔相关专业中 ， 引⼊ 此类模型已成为⼀种趋势。 它不仅帮助学⽣更好地掌握专业知识 ，也为培养应⽤型、 创新型⼯程技术⼈才提供了有⼒⽀撑。

六、用途

给排⽔⼯程沙盘模型作为⼀种创新的教学和展⽰⼯具 ，在专业教学、 成果展⽰和科普教育 等⽅⾯发挥着⽇益重要的作⽤ 。从城镇供⽔到污⽔处理 ，从建筑内部系统到城市管⽹ ，各 类沙盘模型以微观世界映射⼯程全貌 ，让复杂的给排⽔系统变得⽣动易懂。 通过科学合理 的模型设计和丰富直观的演⽰⼿段 ，我们能够激发学⽣的学习兴趣 ，提⾼教学质量； 同时 向公众普及⽔务知识 ，增强全社会对⽔资源利⽤和环境保护的认识。

展望未来 ， 随着数字技术的发展 ，沙盘模型将进⼀步与多媒体、 虚拟现实等⼿段融合，形成数字孪⽣沙盘等更先进的教学演⽰系统。 例如 ，将实体模型与计算机模拟相结合 ，实时 显⽰关键参数和运⾏数据 ，实现更加智能化、互动化的教学体验。 这将为给排⽔⼯程教育 带来新的活⼒和机遇。 我们有理由相信 ，在模型教学的助⼒下 ，未来的⼯程师们将更好地 理解和掌握给排⽔⼯程的精髓 ，为建设安全、⾼效、可持续的城市⽔系统贡献⼒量。