Рекультивационная биосистема

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, а именно к системам, предназначенным для противоэрозийной защиты поверхности грунтов, а также созданию почвенно-растительного покрова на откосах, склонах и насыпях, а также на трассах нефте- и газопроводов и кабельных трассах.

Рекультивационная биосистема представляет собой покрытие, выполненное по меньшей мере из трех слоев, при этом наружные слои покрытия скреплены между собой и выполнены из натуральных биоразлагаемых волокон, а внутренний слой представляет собой наполнитель в виде смеси из семян трав, удобрений и почвообразующих добавок, при этом наружный слой покрытия, предназначенный для контакта с почвой, выполнен влагоудерживающим. Технический результат полезной модели состоит в повышении влагоудерживающей способности биосистемы.

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, а именно к системам, предназначенным для противоэрозийной защиты поверхности грунтов, а также созданию почвенно-растительного покрова на откосах, склонах и насыпях, а также на трассах нефте- и газопроводов и кабельных трассах.

Кроме того, предложенная система может использоваться для равномерного восстановления выемок на автомобильных и железных дорогах, а также при создании высококачественных газонов и травяных покрытий различного назначения упрощенным способом без постоянного полива водой.

Известно устройство для укрепления откоса грунтового сооружения, содержащее закрепленную на откосе георешетку в виде соединенных между собой полимерных лент, образующих при растяжении ячейки, в которых размещен дисперсный минеральный материал. Через отверстия в полимерных лентах георешетки через ее ячейки пропущены проволока или несущие полимерные или металлические тросы. Георешетка расположена на подложке из геотекстиля. В качестве дисперсного минерального материала может быть использован растительный грунт с посевом семян растений и/или подложка из геотекстиля может содержать семена растений (RU 49011, кл. Е01С 5/00; опубликовано 10.11.2005).

Недостатки этого устройства заключаются в сложности его конструкции и длительности монтажа на откосе грунтового сооружения, при котором требуется растягивать полимерные ленты и закреплять их в растянутом положении на откосе при помощи проволоки или несущих полимерных или металлических тросов, а затем размещать в образовавшихся при растяжении полимерных лент ячейках георешетки дисперсный минеральный материал, а также в недолговечности и незащищенности его конструкции от внешних атмосферных проявлений, таких как ветер, осадки, попеременные замораживание и оттаивание, которые будут разрушать и выносить из ячеек размещенный в них и ничем не защищенный дисперсный минеральный материал.

Достаточно близким аналогом предлагаемой биосистемы по технической сущности является используемое для озеленения и закрепления почв на склонах при проведении земляных работ покрытие, выполненное в виде агромата, представляющего собой многослойную, по меньшей мере трехслойную, конструкцию, включающую армирующие слои и размещенный между каждыми двумя армирующими слоями и скрепленный с ними слой наполнителя, содержащий семена растений (DD 221769, кл. D04H 13/00; опубликовано 02.05.1985).

Недостаток этого многослойного покрытия состоит в том, что слой наполнителя содержит семена растений и мелкие кусочки пенопласта без каких-либо веществ, образующих питательную среду для растений и обладающих влагоудерживающей способностью, что приводит к быстрому иссушению агромата в период эксплуатации, а также снижает всхожесть семян, жизнеспособность формирующегося растительного покрова, препятствует самозарастанию поверхности местными видами растений, ухудшая тем самым эффективность известного покрытия, кроме того, не регламентирован сырьевой состав материалов, из которых могут быть изготовлены слои этого многослойного покрытия, что в значительной степени определяет условия эксплуатации покрытия и эффективность прорастания семян.

Наиболее близким по технической сущности аналогом предлагаемой биосистемы является известный агромат, представляющий собой многослойную, по меньшей мере трехслойную конструкцию, включающую армирующие слои и размещенный между каждыми двумя армирующими слоями и скрепленный с ними слой наполнителя, содержащий семена растений.

Армирующие слои в известном агромате выполнены в виде тканых или нетканых полотен или мелких сеток с размером ячеек 3-5 мм из разлагающихся натуральных или искусственных, химического происхождения волокон, при биоразложении образующих питательную среду для растений, или из названных разлагающихся волокон с примесью неразлагающихся или слабо разлагающихся искусственных волокон.

Армирующие слои имеют поверхностную плотность в пределах 50-300 г/м², а слой наполнителя, кроме семян растений, содержание которых составляет 40-150 г/м ², содержит натуральные или искусственные влагоудерживающие компоненты и питательную смесь, состоящую из минеральных и/или органических удобрений, стимуляторов роста растений и почвообразующих биодобавок, подбираемых с учетом почвенно-грунтовых условий района применения агромата и состава используемых семян.

В качестве влагоудерживающих компонентов использованы древесные опилки, или древесный уголь, или солома, или торф, или торфогрунтовая смесь, или бентонитовый порошок, или вермикулит, или перлит, или гидрогель гранулированного полимера акриламида, или другие натуральные или искусственные сорбирующие вещества, или их смеси. Слои агромата скреплены прошиванием. Агромат содержит 2-6 армирующих слоев, при этом соответствующее количество слоев наполнителя имеет толщину или суммарную толщину в пределах 5-70 мм. Агромат выполнен толщиной в предалах 7-106 мм (RU 2338348, кл. А01В 13/16, опубликовано 20.11.2008).

Недостатками данного решения являются следующие:

- значительные толщина и вес агромата, которые увеличивают стоимость перевозки и затрудняют его раскатывание;

- хаотичное распределение влагоудерживающих компонентов в составе всего наполнителя агромата, что не позволяет наиболее эффективно использовать удержание влаги для обеспечения прорастания и жизнедеятельности растений;

- отсутствие в составе агромата компонентов, позволяющих пережить недостаток влаги без отрицательных последствий для своего развития и формирования устойчивого покрова.

Задачей предложенного решения является создание биосистемы в виде антиэрозионного покрытия для защиты грунтовых поверхностей и рекультивации почвенно-растительного слоя, имеющего длительный срок хранения, простого по конструкции и изготовлению, а также удобного в эксплуатации благодаря быстроте проведения работ при его монтаже на любой грунтовой поверхности.

Технический результат, реализующий указанную задачу, состоит в обеспечении сохранности и прорастания содержащихся в покрытии семян растений, эффективного развития их корневой системы в период вегетации и жизнеспособности растительного покрова в период его формирования в т.ч. путем повышения влагоудерживающей способности биосистемы на период формирования устойчивого естественного почвенно-растительного покрова, а также питания растений в период их роста необходимыми компонентами, и, кроме того, упрочнения формирующегося дернового слоя, при этом не препятствующего процессу естественного восстановления растительного покрова.

Названный технический результат достигнут в полезной модели с помощью следующей совокупности признаков.

Также как в агромате, описанном в ближайшем аналоге, предложенная биосистема для рекультивации почв представляет собой покрытие, выполненное по меньшей мере из трех слоев, при этом наружные слои покрытия скреплены между собой и выполнены из натуральных биоразлагаемых волокон, а внутренний слой представляет собой наполнитель в виде смеси из семян трав, удобрений и почвообразующих добавок.

В отличие от ближайшего аналога функция влагоудерживания придана не отдельным компонентам агромата, содержащимся в наполнителе, а преимущественно наружному слою покрытия, предназначенному для контакта с почвой, иначе говоря этот слой покрытия выполнен в предложенном решении влагоудерживающим.

Наружные слои покрытия выполнены в виде холстов или полотен и скреплены иглопробивным или нитепрошивным методом.

Натуральные волокна, входящие в наружные слои покрытия, выбраны из ряда: льняные, джутовые, хлопковые, кокосовые, шерстяные, сизалевые, пеньковые или любые их сочетания между собой.

Влагоудерживающий слой покрытия включает хлопковый очес и/или короткие хлопковые волокна.

В другом варианте выполнения полезной модели влагоудерживающий слой может включать компоненты органического или минерального состава.

Наполнитель может содержать стимуляторы роста и компоненты, имеющие антистрессовые в отношении растений свойства.

Основным отличием предложенной биосистемы от агромата, описанного в ближайшем аналоге, является внесение влагоудерживающих компонентов непосредственно в сам холст (нижний слой). Это позволяет:

- избежать просыпания компонентов в случае повреждения поверхностных слоев покрытия;

- произвести равномерное распределение компонентов без возможности их смещения при транспортировке и укладке;

- сосредоточить влагоудерживающие компоненты в том слое покрытия (нижнем), через который проникает корневая система травосмеси и где наиболее необходимо удерживать влагу.

На практике влагоудерживающий слой может представлять собой нижний холст покрытия либо полностью выполненный из хлопка, либо выполненный из смесового волокна с добавкой хлопкового очеса и/или короткого хлопкового волокна к волокнам льна, джута, пеньки, шерсти и др. материалов, либо содержащий в своем составе влагоудерживающие добавки органического и/или минерального состава.

В качестве антистрессовых компонентов в наполнитель могут входить регуляторы роста растений с повышенным крио- и фунгипротекторным, а также адаптогенным (в том числе повышающим засухоустойчивость) действием.

Предложенная биосистема позволит обеспечить прорастание семян и последующее развитие растений в начальный период благодаря высокой влагоудерживающей способности системы до формирования устойчивого естественного почвенно-растительного покрова, без постоянного равномерного дополнительного полива.

Пользуются предложенным покрытием рулонного типа в виде полос следующим образом.

На практике могут использоваться два вида покрытий:

- для поверхностей, угол уклона которых от горизонтальной поверхности не превышает 10° (первый вариант);

- для поверхностей, угол уклона которых от горизонтальной поверхности превышает 10° (грунтовых насыпей и откосов, грунтовых обвалок трубопроводов наземной прокладки, поверхностей грунтов обратной засыпки трубопроводов подземной прокладки, карьеров и т.д.) (второй вариант).

Данные покрытия разработаны для всех климатических районов территории Российской Федерации и любых видов почв с содержанием гумуса от 1%.

Основные параметры и размеры указанных покрытий приведены в таблице.

С целью обеспечения более плотного прилегания покрытия к грунтовой поверхности участок укладки предварительно подготавливают путем выполнения местной планировки поверхности и удаления комков грунта размером более 80-100 мм.

Помещают покрытие на грунт, а стыковку отдельных полос покрытия осуществляют путем укладки его полос внахлест друг на друга. Величина нахлеста составляет 50-100 мм.

При необходимости покрытие по краям и в местах нахлеста закрепляют специальными крепежными элементами. Их количество определяется из расчета 5 шт.на 10 м покрытия. В качестве крепежных элементов могут использоваться деревянные колья, проволочные стержни или металлические скобы U-образной или Г-образной формы (для второго варианта покрытия), или крепеж из полимерного материала.

Наиболее благоприятное время для укладки покрытия начало весенне-летнего периода, после схода снежного покрова и оттаивания слоя сезонного промерзания, при температуре воздуха +5 С и выше.

Укладку покрытия в период перехода среднесуточной температуры через 0 С (обычно осень и весна) производят в сухую погоду.

При работах в аномально засушливые периоды рекомендуется осуществлять разовые поливы уложенного покрытия.

Хранят покрытие в упакованном виде в закрытых складских помещениях на стеллажах или поддонах.

1. Рекультивационная биосистема, представляющая собой покрытие, выполненное, по меньшей мере, из трех слоев, при этом наружные слои покрытия скреплены между собой и выполнены из натуральных биоразлагаемых волокон, а внутренний слой представляет собой наполнитель в виде смеси из семян трав, удобрений и почвообразующих добавок, при этом наружный слой покрытия, предназначенный для контакта с почвой, выполнен влагоудерживающим.

2. Биосистема по п.1, отличающаяся тем, что наружные слои покрытия выполнены в виде холстов и скреплены иглопробивным или нитепрошивным методом.

3. Биосистема по п.1, отличающаяся тем, что натуральные волокна наружных слоев выбраны из ряда: льняные, джутовые, хлопковые, кокосовые, шерстяные, сизалевые, пеньковые или любые их сочетания между собой.

4. Биосистема по п.1, отличающаяся тем, что влагоудерживающий слой включает хлопковый очес и/или короткие хлопковые волокна.

5. Биосистема по п.1, отличающаяся тем, что влагоудерживающий слой включает компоненты органического или минерального состава.

6. Биосистема по п.1, отличающаяся тем, что наполнитель содержит стимуляторы роста растений.

7. Биосистема по п.1, отличающаяся тем, что наполнитель содержит компоненты, имеющие антистрессовые в отношении растений свойства.