Element geokompozytowy, zwłaszcza do wspomagania wegetacji roślin nr PL

Transkrypt

1 załącznik nr 1. Opis wynalazku Element geokompozytowy, zwłaszcza do wspomagania wegetacji roślin nr PL Przedmiotem wynalazku jest element geokompozytowy, zwłaszcza do wspomagania wegetacji roślin. Wynalazek może znaleźć zastosowanie w rolnictwie, ogrodnictwie, budownictwie oraz inżynierii środowiska, jako artykuł retencjonujący wodę, dzięki któremu możliwa jest stabilizacja stosunków wodnych, warunkujących wegetację roślin oraz pozwalający na gromadzenie innych substratów wpływających na prawidłowy i efektywny rozwój roślin. Z literatury wiadomo, iż superabsorbenty (SAP-y), zwane też hydrożelami, są to luźno usieciowane polimery hydrofilowe, które mogą absorbować duże ilości wody. W prowadzonych badaniach stwierdzono pozytywny wpływ zastosowania superabsorbentów na korzenienie się, rozwój, przyrosty lub odporność na suszę, np. warzyw, traw, tytoniu i drzew. Wśród ich zalet wymienia się niższe koszty produkcji roślinnej, istotną poprawę gospodarki wodnej oraz zwiększenie dostępności wody dla roślin (redukcja ilości wody do nawodnień może sięgać nawet 50 %), łatwiejszy odpływ dwutlenku węgla ze strefy korzeniowej, poprawę mikroflory i bakterii zawartych w gruncie, zwiększenie wilgotności osmotycznej i możliwości absorpcji elementów pokarmowych. Superabsorbenty zatrzymując wodę zapobiegają wypłukiwaniu z gleby związków nawozowych i środków ochrony roślin. Woda absorbowana przez rośliny z superabsorbentów może być łatwo wykorzystana ponieważ siły ssące korzeni są zwykle wyższe niż siły wiążące wodę przez superabsorbenty. Przy zagwarantowaniu optymalnych warunków wykorzystane mogłoby być ponad 90% wody retencjonowanej w SAP-ie. Zastosowanie w rolnictwie superabsorbentów nie tylko zatrzymuje wodę, ale także umożliwia jej oddawanie roślinom w okresach braku opadów lub w miejscach, gdzie z powodu intensywnego odpływu powierzchniowego lub szybkiej infiltracji w głąb gruntu, np. nad warstwami drenażowymi, występuje jej niedobór.

2 2 Innym czynnikiem obniżającym właściwości absorpcyjne wody jest sposób aplikacji superabsorbentów. Jedną z dotychczas realizowanych metod jest wprowadzanie superabsorbentu do podłoża w sposób bezpośredni i wymieszanie go z glebą do określonej głębokości. Rozwiązanie to nie jest dostatecznie skuteczne. Udokumentowane próby stosowania superabsorbentów dla zwiększenia retencji glebowej i dostarczenia zgromadzonej w nich wody roślinom, przyniosły niezadawalające efekty. Niska siła pęcznienia SAP-u pod obciążeniem powoduje, iż także po jego zmieszaniu z glebą nie jest on w stanie w pełni spęcznieć i całkowicie wykorzystać swoje właściwości retencjonowania wody. Stąd też jego działanie przy aplikacji bezpośredniej jest ograniczone. Ponadto, zmieszany z glebą superabsorbent, w procesie wielokrotnego pęcznienia i skurczu spowodowanego pobieraniem wody przez rośliny, zmienia strukturę gleb. Ponadto, wadami takich rozwiązań są możliwości całkowitego blokowania porów gruntu/gleby przez pęczniejący superabsorbent, brak kontroli nad położeniem i przemieszczaniem się superabsorbentu w podłożu, brak możliwości usunięcia raz zaaplikowanego superabsorbentu, a przede wszystkim ograniczenie efektywności pęcznienia w przypadku naprężeń pionowych. W przypadku aplikacji na zboczach może także dochodzić do zsuwu powierzchniowej warstwy gruntu z powodu zmniejszenia wytrzymałości na ścinanie. Superabsorbenty aplikowane powierzchniowo mogą być narażone na oddziaływania atmosferyczne, np. rozwiewanie przez wiatr, przyspieszone wysychanie itp. Ze względu na istniejące trudności znane ze stanu techniki podejmowano liczne próby opracowania skutecznej alternatywy dla dotychczasowych aplikacji superabsorbentów. Z opisu patentowego PL znany jest element chłonny zawierający superabsorbent tworzący hydrożel, w postaci materiału nośnego oraz wkładu polimerowego. Jest to nierozpuszczalna w wodzie, chłonna substancja polimerowa, będąca w stanie wchłaniać duże ilości wody i tworząca wskutek tego, hydrożel. Ze zgłoszenia patentowego nr P , znana jest taśma geokompozytu przeznaczona do aplikacji do podłoża glebowego w celu powiększenia zdolności retencyjnej gleby. Taśma może być aplikowana do gruntu w przypadku zabudowy biologicznej skarp nasypów i wykopów lub skłonów i zboczy powstających przy pracach deniwelacyjnych terenu.

3 3 Z opisu patentowego JP znana jest taśma geokompozytu, charakteryzująca się tym, że elementy osłonowe stanowią co najmniej dwa pasy materiału o dobranej szerokości i długości. Dwa zewnętrzne brzegi pasów są ze sobą trwale połączone tak, że umieszczony we wnętrzu materiał absorbujący wodę, a także substancje w niej rozpuszczone, może swobodnie pęcznieć i kurczyć się. Swobodne pęcznienie materiału absorpcyjnego zapewnione jest jedynie na powierzchni terenu w momencie, gdy na taśmę geokompozytu nie działa obciążenie w postaci warstwy gleby, podczas gdy sposób aplikacji zakłada eksploatację wewnątrz warstwy wegetacyjnej (warstwy gleby) a więc w warunkach działania obciążeń na taśmę geokompozytu. Przyczyną jest wykonanie taśmy geokompozytu z typowych, wiotkich geowłóknin. Geowłókniny są materiałami elastycznymi o znikomej sztywności i odporności na zginanie nie mogą więc zapewnić wytrzymałości wystarczającej do przeciwdziałania obciążeniu od ciężaru gleby znajdującej się nad takim elementem taśmy. Tym samym materiały te nie zapewniają możliwości swobodnego pęcznienia materiału absorbującego wodę, zapadając się pod obciążeniem wynikającym z leżącej nad nim warstwy gruntu, gleby lub innego materiału, w którym taki element taśmy został założony. W konsekwencji, po zaaplikowaniu do podłoża bez aktywacji superabsorbentu wodą, po obciążeniu nadkładem gleby, elementy taśmy zostają ściśnięte uniemożliwiając swobodne pęcznienie materiału absorbującego wodę. Sytuacja taka ma także miejsce w przypadku pobrania z taśmy geokompozytu wody przez korzenie roślin. Pobranie wody przez korzenie skutkuje zmniejszaniem się objętości superabsorbentu, a powstająca w środku elementu taśmy pustka przy znikomej wytrzymałości na zginanie materiału osłonowego powoduje zapadanie się taśmy geokompozytu. Znajdujący się w środku superabsorbent nie ma możliwości ponownej sorpcji wody, ponieważ nie ma wolnej przestrzeni do pęcznienia, a jego właściwości nie pozwalają na jej zwiększenie poprzez przemieszczenie otaczającego gruntu. Powodem tego jest wykazywana niska siła pęcznienia superabsorbentów. Niska siła pęcznienia SAP-u (pęcznienie pod obciążeniem AUL) oznacza, że element taśmy poddany obciążeniu traci swoje zdolności do retencjonowania wody, bowiem umieszczony wewnątrz materiał absorbujący wodę może spęcznieć tylko w minimalnym zakresie ograniczonym przez naprężenia wynikające z działania warstwy nadkładu gruntu, gleby lub innego materiału.

4 4 Tak więc ze stanu techniki wynika potrzeba opracowania rozwiązania znoszącego dotychczasowe przeszkody. Celem wynalazku jest opracowanie elementu geokompozytowego do magazynowania wody o istotnie zwiększonych właściwościach retencyjnych, mającego zastosowanie w rolnictwie, zwłaszcza w warunkach wysokiego niedoboru wody. Jednocześnie pozwali on na jego wielokrotne użycie oraz efektywne i kompletne wykorzystanie właściwości fizykochemicznych superabsorbentu. Istotą wynalazku jest element geokompozytowy, zwłaszcza do wspomagania wegetacji roślin posiadący konstrukcję szkieletową tworzącą przestrzeń dla materiału sorbującego i otulinę umieszczoną na powierzchni konstrukcji szkieletowej. Korzystnie jest, gdy konstrukcja szkieletowa uformowana jest z siatki albo geokraty, albo perforowanych taśm, albo przestrzennych mat drenażowych, albo splecionych włókien, albo drutów, albo z materiału naturalnego i/lub syntetycznego. Materiałem naturalnym jest wiklina albo konopie, albo włókno kokosowe a materiałem syntetycznym jest, np. polietylen. Korzystnie jest, gdy konstrukcja szkieletowa ma postać walca albo sfery, albo sześcianu, albo bryły o podstawie cyfry 0, albo cyfry 8, albo innej bryły. Korzystnie jest, gdy otuliną jest włóknina albo geowłóknina, albo tkanina, przy czym otulina wykonana jest z surowej, w 100% syntetycznej włókniny, przy czym włóknina jest materiałem w 100 % syntetycznym, w tym jest poliestrem, albo tkanina jest z grupy obejmującej szermezę. Korzystnie też jest, materiałem sorbującym jest superabsorbent a pod dolną częścią otuliny, umieszczony jest materiał o niskiej przepuszczalności albo materiał nieprzepuszczalny dla wody i roztworów wodnych, o powierzchni co najmniej równej podstawie elementu geokompozytowego. Korzystnie też jest, gdy elementy geokompozytowe połączone są ze sobą liniowo. Element geokompozytowy, według wynalazku, wspomaga wegetację roślin. Wspomniany element jest przestrzenną, wielomateriałową strukturą zawierającą w szczególności superabsorbent (hydrożel) lub inny materiał sorbujący o podobnych jak superabsorbent właściwościach, posiadający zdolność zatrzymywania wody i jej roztworów - wód opadowych infiltrujących w głąb gleby lub z nawodnień, którego konstrukcja zapewnia swobodne pęcznienie materiału sorbującego wodę i jej roztwo-

5 5 rów, niezależnie od działających na strukturę obciążeń, a zgromadzona przez strukturę woda elementu geokompozytowego może być pobrana przez przenikający ją system korzeniowy roślin. Materiał sorbujący wodę lub roztwory wodne substancji wspomagających wegetację roślin, znajduje się wewnątrz przestrzeni ograniczonej konstrukcją szkieletową. Umożliwia to jego swobodne pęcznienie i zapewnia maksymalne wykorzystanie jego zdolności sorbcyjnych bez ograniczającego wpływu działających na niego sił zewnętrznych, np. obciążenia od znajdującej się powyżej elementu geokompozytowego ziemi lub gleby. Struktura elementu geokompozytowego zapewnia odpowiednią przestrzeń dla pęcznienia materiału sorbującego wodę pozwalając na pełne wykorzystanie jego możliwości. Konstrukcja szkieletowa wykonana jest w sposób zabezpieczający przed zgnieceniem pod wpływem obciążenia od gruntu a jednocześnie jej powierzchnia jest na tyle elastyczna, że pod wpływem obciążeń tworzą się wklęsłości ułatwiające infiltrację wody do wnętrza elementu geokompozytowego. Konstrukcja szkieletowa elementu geokompozytowego umożliwia również taki rozkład przestrzenny materiału sorbującego, iż pomiędzy jego cząstkami znajdują się przestrzenie wypełnione powietrzem, co jest niezbędne dla prawidłowego rozwoju roślin. Element geokompozytowy jako całość cechuje się także elastycznością, tak aby mógł się dostosowywać do kształtu powierzchni, na której jest instalowany, przez co jest także odporny na deformacje wywołane np. osiadaniem gruntu lub przejazdem sprzętu rolniczego. Umieszczony w glebie element geokompozytowy retencjonuje infiltrujące wody opadowe. Korzenie roślin swobodnie przerastają przez otulinę elementu geokompozytowego i mogą pobierać zgromadzoną przez superabsorbent wodę. Zmagazynowana w nim woda umożliwia roślinom szybszy i bardziej efektywny rozwój w okresie wegetacyjnym oraz przetrwanie w okresach suszy. Wynalazek jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie element geokompozytowy zaaplikowany w podłożu, fig. 2 warianty elementu geokompozytowego w przekroju, przy czym fig. 2A element geokompozytowy zbudowany z konstrukcji szkieletowej owiniętej otuliną, w którego przestrzeni znajduje się superabsorbent; fig. 2B element geokompozytowy z oddzielną warstwą nawozów odseparowaną od materiału absorbującego warstwą włókniny; fig. 2C element geokompozytowy, w którego zewnętrznej dolnej części umieszczony jest materiał o niskiej przepuszczalności lub nieprzepuszczalny

6 6 dla wody i roztworów wodnych, fig. 2D element geokompozytowy, którego konstrukcja szkieletowa wykonana jest ze splecionych drutów; fig. 3 element geokompozytowej w formie walca; fig. 4 elementy geokompozytowe w formie walca połączone liniowo. Przykład 1. Element geokompozytowy 1 składa się z konstrukcji szkieletowej 3 mającej postać walca i separującej ją od gleby lub podłoża otuliny 2, tworzących razem przestrzeń i pozwalających na zachowanie tej przestrzeni pod obciążeniem gleby lub podłoża, co umożliwia swobodne pęcznienie materiałowi sorbującego 4 wodę znajdującemu się wewnątrz struktury. Konstrukcja szkieletowa wykonana jest z siatki polietylenowej. Element geokompozytowy 1 umieszcza się w glebie lub podłożu zapewniającym wzrost roślin, w celu przechwycenia części wody opadowej lub wody z nawodnień 8 dla zaspokojenia potrzeb wodnych rozwijających się roślin. Superabsorbent lub mieszanina materiałów pęczniejących jest umieszczana w elemencie geokompozytowym 1 w formie granulatu, proszku lub ich mieszaniny, które podczas pierwszego nasycania wodą pęcznieją swobodnie w przestrzeni zorganizowanej przez konstrukcję szkieletową 3. W alternatywnej wersji, są przemieszczane i wciskane do pustych porów pomiędzy elementami poskręcanymi włókami rozdzielającymi cząstki superabsorbentu w trakcie pęcznienia, przez co unika się zjawiska ich agregacji oraz powoduje zatrzymanie we wnętrzu geokompozytu części powietrza, co jest korzystne dla rozwoju roślin. Przykład 2. Element geokompozytowy 1 z tym że konstrukcję szkieletową 3 stanowią formy splecione z włókien lub drutów 9. Ma on postać bryły prostopadłościennej. Przykład 3. Element geokompozytowy 1, posiada, w dolnej części, materiał o małej przepuszczalności lub całkowicie nieprzepuszczalny 5. Przykład 4. Element geokompozytowy 1, w którym umieszczone są nawozy zmieszane z czynnikiem pęczniejącym 4. Nawozy te układa się również w oddzielnej warstwie 7, odseparowanej od czynnika pęczniejącego 4 warstwą włókniny 6. Obniża to wpływ nawozów na skuteczność sorpcji wody przez czynnik pęczniejący. Nawóz wsypywany jest do wnętrza elementu geokompozytowego 1, do przestrzeni, która jest zamykana warstwą włókniny oddzielając warstwę nawozu 7 od materiału sorbującego 4. Warstwa włókniny 6 oddzielająca warstwę nawozu 7 układana jest we

7 7 wnętrzu tak, aby na całym swoim obwodzie łączyła się z otuliną 2. Przykład 5. Element geokompozytowy 1, którego konstrukcję szkieletową 3 stanowią formy przestrzenne uzyskane przez złożenie elementów siatek, perforowanych taśm, a także formy wycięte z przestrzennych mat drenażowych lub splecione z włókien lub drutów 9 uformowanych, w sposób zachowujący przestrzeń do pęcznienia materiału sorbującego. Ilość mat drenażowych w elemencie geokompozytowym 1 uzależniona jest od ilości wody, która ma być retencjonowana. W przypadku wykorzystania więcej niż jednej warstwy maty drenażowej, są one przekładane płaską siatką lub łączone za pomocą spinek, tak aby poszczególne elementy nie przemieszczały się względem siebie. Tak przygotowana konstrukcja szkieletowa 3 jest umieszczana w otulinie 2, której wymiary umożliwiają jej lekkie ugięcie na górnej powierzchni elementu geokompozytowego 1 pod wpływem nacisku. Do środka wsypywany jest materiał sorbujący 4, po czym całość jest zamykana. Element geokompozytowy 1, we wszystkich wersjach wykonania podanych w przykladach, instaluje się po uprzednim zanurzeniu w wodzie lub roztworze nawozu, tak aby spęczniały superabsorbent wypełniał jego przestrzeń. Alternatywnie można też podlać go wodą lub roztworami nawozów również na miejscu instalacji. Element geokompozytowy 1 zależnie od formy można układać na dnie wkopu lub rowka, ale może być także równomiernie rozłożony na siatkach lub matach stosowanych do powierzchniowego ubezpieczenia skarp i zboczy, a pojedyńcze elementy można także kotwić, np. za pomocą prętów lub kołków. Tworzy się przez to system spajający korzenie roślin z podłożem, co zwiększa odporność erozyjna całej warstwy. Umieszczona w podłożu struktura chłonna elementu geokompozytowego może być, w każdym momencie usunięta z gleby, w przeciwieństwie do sytuacji gdy czynnik sorbujący wodę, jest aplikowany bezpośrednio do gleby lub podłoża. Element geokompozytowy 1, z uwagi na swoją konstrukcję i wymiary, nie daje możliwości niekontrolowanej migracji superabsorbentu w podłożu. W przypadku wymaganego krótkiego czasu wspomagania wzrostu roślin (1 do 3 lat), elementy konstrukcji szkieletowej wykonuje się z naturalnych materiałów biodegradowalnych. W przypadku wykonania elementu geokompozytowego 1 według przykładu 1 konstrukcję szkieletową 3 wykonuje się z paska siatki polietylenowej. Formowany

8 8 jest element o kształcie cyfry 0 lub 8. Uszyty rękaw otuliny o przekroju dobranym tak, aby tkanina lekko uginała się pod naciskiem gleby nie pozostając przy tym luźną, nakłada się na uformowany element, dodaje odpowiednią ilość materiału sorbującego 4, a końcówki rękawa zamyka się klipsami. Gotowy element geokompozytowy 1 zależnie od kształtu musi być odpowiednio układany, np. te, w których szkielet jest uformowany w kształcie ósemki lub zera, muszą być układane płasko (ósemka lub zero są kształtami widzianymi z góry, gdy element geokompozytowy 1 leży płasko, równolegle do terenu), bo tylko w ten sposób zostanie zachowany kształt i struktura przestrzenna. Kształt elementu geokompozytowego 1 uzależniony jest od kierunku aplikacji i zależy - w przypadku drzew i krzewów - od rodzaju i wieku rośliny oraz ich wielkości i kształtu sytemu korzeniowego, w przypadku traw i roślin stosowanych w ubezpieczeniach i wzmocnieniach przeciwerozyjnych stoków, zboczy i skarp od sposobu i technologii - od ich zabudowy, w przypadku roślin ozdobnych - od gatunku rośliny, kształtu pojemnika lub przestrzeni podłoża udostępnionego dla wzrostu rośliny lub ich grupy. Otulina 2 oddziela przestrzeń wewnętrzną struktury od środowiska glebowego, przechwytuje wodę wolną oraz kapilarnie związaną pozwalając na jej pobranie przez materiał sorbujący. W szczególności zadaniem otuliny 2 jest ochrona przestrzeni zorganizowanej przez konstrukcję szkieletową 3, w której swobodnie pęcznieje materiał sorbujący 4, przed wypełnieniem cząstkami gleby wnętrza konstrukcji szkieletowej 3, utrzymywanie odwróconych przesklepień tworzonych przez obciążającą element geokompozytowy 1 glebę, co ułatwia wnikanie wody do wnętrza elementu geokompozytowego 1, przechwytywanie infiltrującej wody opadowej 8 z kapilar glebowych, w których utrzymywana jest meniskami, a następnie jej transport wewnątrz otuliny 2 i gromadzenie w dolnej strefie elementu geokompozytowego 1, skąd pobrana zostanie przez cząstki materiału sorbującego 4. Otulina 2 może być połączona z konstrukcją szkieletową 3 lub tylko owinięta wokół niej i lekko napięta. Otulina 2 wykonana jest z materiału umożliwiającego przenikanie wody do wnętrza elementu geokompozytowego 1 a uniemożliwiająca wydostawanie się na zewnątrz materiału sorbującego 4. Splot i tekstura otuliny 2 musi zapewniać pobranie wody z kapilar glebowych - przestrzeni między ziarnami i cząstkami gleby lub gruntu, jej transport wewnątrz elementu geokompozytowego 1 i kontakt z materiałem sorbującym 4 wodę, a wraz z konstrukcją szkieletową 3 muszą zapewniać możliwość

9 9 przerośnięcia korzeniami roślin. Otulina 2 może być wykonana z materiałów, które spełniają obecne wymagania dotyczące stabilności i trwałości, np. są to: polietylen, polipropylen, poliester, poliamid oraz poliakrylonitryl. Właściwości tych materiałów są poprawiane poprzez dodatek stabilizatorów. Włóknina może być 100% poliestrem (PES), surowa, igłowana, o masie powierzchniowej 100 g/m 2 lub 100% PES, igłowana, o masie powierzchniowej 200 g/m 2. Przykład tkaniny stanowi szermeza, poliestr 100%, o gramaturze 300 g/m 2. Rozwiązanie, według wynalazku, pozwala na wysoce efektywne i wielokrotne wykorzystanie stosowanego materiału sorpcyjnego, co w istotny sposób przedłuża okres życia rośliny w warunkach niedoboru lub braku wody. Korzystnym skutkiem wynalazku jest również zniesienie niezadawalających efektów stosowania superabsorbentów w postaci rozproszonej, które cechuje niska siła pęcznienia, zmiana struktury gleby oraz brak kontroli ich rozmieszczenia i możliwości późniejszego usunięcia. W szczególnych przypadkach element geokompozytowy według wynalazku może też sorbować wodę z gleby lub gruntu wokół swojej przestrzeni. Może też sorbować wodę poprzez podsiąk kapilarny. Element geokompozytowy 1, według wynalazku, poprawia warunki uprawy roślin ozdobnych w doniczkach, pojemnikach i podłożach zapewniających wegetację, pozwalają na długotrwały transport i ekspozycję bez konieczności uzupełniania wody. Element geokmpozytowy 1 został wielokrotnie przebadany. Doświadczenie 1. Doświadczenie przeprowadzono na kwitnących roślinach ozdobnych, które charakteryzują się dużymi potrzebami wodnymi wynikającymi z dużych zdolności transpiracyjnych. Na dnie doniczek z roślinami ozdobnymi w początkowej fazie kwitnienia ułożono element geokompozytowy 1, a taką samą partię bez elementu geokompozytowego 1 potraktowano jako grupę kontrolną. Podłoże wszystkich kwiatów zostało nasycone wodą i pozostawiono je bez podlewania. Po trzech dniach w grupie kontrolnej zaobserwowano pierwsze symptomy więdnięcia, a po pięciu dniach wszystkie rośliny z grupy kontrolnej przestały spełniać funkcje ozdobne i zwiędły. W grupie roślin z zaaplikowanym elementem geokompozytowym 1 pierwsze objawy więdnięcia zaobserwowano po sześciu dniach od podlania, a proces

10 10 więdnięcia przebiegał przez kolejne trzy do pięciu dni. Doświadczenie 2. Kwitnące rośliny o dużych potrzebach wodnych wynikających z dużych zdolności transpiracyjnych, którym w fazie kwitnienia zaaplikowano element geokompozytowy 1, zachowały dobrą kondycję bez podlewania, przez okres o 100 do 200% dłuższy niż rośliny bez elementu geokompozytowego 1. Zróżnicowanie okresu zachowania dobrej kondycji roślin wynikało z sposobu aplikacji i rodzaju elementu geokompozytowego 1. W przypadku drzewek Bonsai okres dobrej kondycji roślin bez podlewania wydłużył się o 100 do 300%. Doświadczenie 3. Zdolność roślin do poszukiwania wody w przypadku traw wysianych na piaszczystym podłożu, w którym na głębokości około 30 cm umieszczono element geokompozytowy 1, w ciągu sezonu wegetacyjnego spowodował, przerośnięcie korzeniami całego profilu glebowego i utworzenie zwartej sieci korzeni. Dla takiego samego podłoża i mieszanki traw, ale bez elementu geokompozytowego 1, w tym samym czasie wytworzyła się darń o płytkim i słabo rozwiniętym systemie korzeniowym. W przypadku zastosowania elementu geokompozytowego 1 pod krzewy i drzewa, do dużych obszarowo instalacji adaptuje się urządzenia sprawdzone w pracach ogrodniczych czy leśnych. Urządzenia mechaniczne dostępne na rynku wykorzystuje się bez adaptacji lub po odpowiednim ich zmodyfikowaniu usprawniającym posiadane przez sprzęt możliwości. Element geokompozytowy 1 instaluje się po uprzednim zanurzeniu w wodzie lub roztworze nawozu, tak aby spęczniały materiał sorbujący 4 wypełniał jego przestrzeń. Podczas nasadzeń drzew elementy geokompozytowe 1 układa się na dnie wkopów przygotowanych pod sadzonki. W przypadku pojedynczych krzewów elementy geokompozytowe 1 układa się na dnie dołków pod sadzonki, które wykonuje się ręcznie, wiertnicą lub mini koparkami. W przypadku zastosowania elementu geokompozytowego 1 pod żywopłoty do dużych obszarowo instalacji adaptuje się urządzenia sprawdzone w pracach ogrodniczych czy leśnych. Urządzenia mechaniczne dostępne na rynku wykorzystuje się bez adaptacji lub po odpowiednim ich zmodyfikowaniu usprawniającym posiadane przez sprzęt możliwości. Element geokompozytowy 1 instaluje się po uprzednim zanurzeniu w wodzie lub roztworze nawozu, tak aby spęczniały materiał sorbujący 4 wypełniał jego przestrzeń. Przy nasadzeniach żywopłotów elementy geokompozytowe 1 układa się na dnie liniowego wykopu.

11 11 W przypadku zastosowania elementu geokompozytowego 1 pod rosnące już drzewa do dużych obszarowo instalacji adaptuje się urządzenia sprawdzone w pracach ogrodniczych czy leśnych. Urządzenia mechaniczne dostępne na rynku wykorzystuje się bez adaptacji lub po odpowiednim ich zmodyfikowaniu usprawniającym posiadane przez sprzęt możliwości. Elementy geokompozytowe 1 instaluje się po uprzednim zanurzeniu w wodzie lub roztworze nawozu, tak aby spęczniały materiał sorbujący 4 wypełniał jego przestrzeń. W przypadku aplikacji elementów geokompozytowych 1 pod rosnące już drzewa instaluje Się je do wykonanych ukośnych otworów pod system korzeniowy. W przypadku zastosowania elementu geokompozytowego 1 pod uprawy polowe do dużych obszarowo instalacji adaptuje się urządzenia sprawdzone w pracach ogrodniczych czy leśnych. Urządzenia mechaniczne dostępne na rynku wykorzystuje się bez adaptacji lub po odpowiednim ich zmodyfikowaniu usprawniającym posiadane przez sprzęt możliwości. Element geokompozytowy 1 instaluje się po uprzednim zanurzeniu w wodzie lub roztworze nawozu, tak, aby spęczniały materiał sorbujący 4 wypełniał jego przestrzeń. Przy nasadzeniach sadzonek krzewów owocowych a także truskawek i niektórych warzyw, w tym w intensywnych uprawach ogórków elementy geokompozytowe 1 układa się na odpowiedniej głębokości w równoległych rowkach. W przypadku zastosowania elementu geokompozytowego 1 do gabionów element geokompozytowy 1 instaluje się po uprzednim zanurzeniu w wodzie lub roztworze nawozu, tak aby spęczniały materiał sorbujący 4 wypełniał jego przestrzeń. W trakcie wypełniania kosza kamieniami, elementy geokompozytowe układa się w jednej lub kilku warstwach w pustkach, które następnie przesklepia się dla zachowania sztywności montowanego kosza. Elementy geokompozytowe 1 dodatkowo można układać w gruncie z tyłu poza koszem. W materacach gabionowych elementy geokompozytowe układa się wewnątrz materaca, a także w gruncie pod materacem. W przypadku zastosowania elementu geokompozytowego 1 do ścian licowych gruntów zbrojonych elementy geokompozytowe 1 układa się we wnętrzu głowicy zewnętrznej każdej układanej warstwie, a także na zawinięciu poza głowicą, którą wypełnia się urodzajną ziemią. W przypadku ścian licowych formowanych z pojemników gazonowych elementy geokompozytowe układa się ręcznie na ich dnie, przed wypełnieniem ziemią. Element geokompozytowy 1 instaluje się po uprzednim zanurze-

12 12 niu w wodzie lub roztworze nawozu, tak aby spęczniały materiał sorbujący 4 wypełniał jego przestrzeń. W przypadku zastosowania elementu geokompozytowego 1 na skarpach i skłonach, w trakcie wyrównywania powierzchni skarpy przed ułożeniem warstwy ziemi urodzajnej, elementy geokompozytowe 1 połączone liniowo układa się rzędami na powierzchni skarpy lub w płytkich rowkach a następnie kotwi się, np. kołkami drewnianymi lub stalowymi prętami. Elementy geokompozytowe 1 mogą być też układane na krzyż. Elementy geokompozytowe 1 instaluje się po uprzednim zanurzeniu w wodzie lub roztworze nawozu, tak aby spęczniały materiał sorbujący 4 wypełniał jego przestrzeń. W przypadku zastosowania elementów geokompozytowych 1 do doniczek i pojemników na sadzonki kwiatów, niewielkiej rozmiarów formy elementy geokompozytowe 1 układa się w dnie każdego z pojemników. Do dużych objętościowo pojemników i kontenerów na wielogatunkowe instalacje, odpowiednio dobrane formy elementów geokompozytowych 1 układa się nad systemem drenażowym pojemnika. W przypadku instalacji wielokwiatowych elementy geokompozytowe 1 układa się na różnych poziomach zależnie od potrzeb konkretnej rośliny. Element geokompozytowy 1 instaluje się po uprzednim zanurzeniu w wodzie lub roztworze nawozu, tak aby spęczniały materiał sorbujący 4 wypełniał jego przestrzeń. W przypadku zastosowania elementów geokompozytowych 1 pod nowo zakładane trawniki różne formy elementów geokompozytowych 1 rozściela się powierzchniowo i kotwi a następnie pokrywa się warstwą ziemi urodzajnej. W przypadku istniejących trawników z ich powierzchni, wycina się rowki, do których wprowadza się elementy geokompozytowe 1 w układzie liniowym lub na krzyż. Rowki następnie zasypuje się wydobytą ziemią, a powierzchnię zniszczonej darni obsiewa się powtórnie. Elementy geokompozytowe 1 instaluje się po uprzednim zanurzeniu w wodzie lub roztworze nawozu, tak aby spęczniały materiał pęczniejący 4 wypełniał jego przestrzeń. Element geokompozytowy 1 według wynalazku może znaleźć zastosowanie wszędzie tam, gdzie rozwój roślin jest limitowany dostępnością wody lub tam, gdzie chce się zapewnić optymalne warunki do ich rozwoju. Podstawowe zastosowanie elementów geokompozytowych 1 sorbujących wodę to aplikacja do środowiska glebowego w celu przechwytywania, czasowego zatrzymania a następnie udostępnienia

13 13 roślinom części wód opadowych lub wody dostarczanej przez system nawadniający. Element geokompozytowy 1, według wynalazku, może mieć zastosowanie w uprawach warzywniczych, kwiatowych, szkółkarskich, sadowniczych, itp. Elementy geokompozytowe 1, według wynalazku, mogą też znaleźć zastosowanie w uprawach hydroponicznych oraz w miejscach, gdzie odpływ infiltrujących wód opadowych jest celowo zwiększany, np. na zielonych dachach, w gabionach i materacach gabionowych. Istotną poprawę warunków retencji wodnej uzyskuje się także w instalacjach roślinnych na konstrukcjach oporowych, na tzw. zielonych ścianach, konstrukcjach barier dźwięko- i energochłonnych, a także na stokach, skłonach i skarpach wykonanych z materiałów naturalnych oraz antropogenicznych. Opracowanie elementu geokompozytowego 1 sorbującego wodę pozwala na zastosowanie superabsorbentów na obszarach o znacznym nachyleniu np. na skarpach budowli ziemnych. Wcześniej było to niemożliwe lub bardzo ryzykowne. Superabsorbent po zmieszaniu z glebą w momencie opadu deszczu pęcznieje. Nawet przy ograniczonej zdolności pęcznienia spowodowanej brakiem wolnej przestrzeni i działającymi naprężeniami, jest w stanie wypełnić część porów w glebie. Powstający żel wypełniający pory gleby znacząco zmniejsza wartość kąta tarcia wewnętrznego. Na skarpach i skłonach może doprowadzić to do osunięcia się warstwy gleby wymieszanej z superabosrbentem. Tak więc element geokompozytowy według wynalazku może zapewniać długotrwałą i skuteczną ochronę przed erozją i zabezpieczać stateczność zewnętrznej warstwy z okrywą roślinną dzięki wrastaniu korzeni do jego wnętrza, co tworzy rodzaj maty składającej się z systemu korzeniowego i elementu geokompozytowego mocowanego do podłoża, zwiększającej odporność na erozję.

14 14 Fig. 1

15 15 A) B) C) D) Fig. 2

16 16 Fig. 3 Fig. 4

17 17 Zastrzeżenia patentowe 1. Element geokompozytowy, zwłaszcza do wspomagania wegetacji roślin posiadający elementy osłonowe przepuszczające wodę oraz materiał sorbujący wodę umieszczony w przestrzeni utworzonej przez elementy osłonowe, znamienny tym, że posiada konstrukcję szkieletową (3) tworzącą przestrzeń dla materiału sorbującego (4) i otulinę (2) umieszczoną na powierzchni konstrukcji szkieletowej. 2. Element, według zastrz.1, znamienny tym, że konstrukcja szkieletowa (3) uformowana jest z siatki albo geokraty, albo perforowanych taśm, albo przestrzennych mat drenażowych, albo splecionych włókien, albo drutów. 3. Element, według zastrz.1, znamienny tym, że konstrukcja szkieletowa (3) wykonana jest z materiału naturalnego i/lub syntetycznego. 4. Element, według zastrz.3, znamienny tym, że materiałem naturalnym jest wiklina albo konopie, albo włókno kokosowe. 5. Element, według zastrz.3, znamienny tym, że materiałem syntetycznym jest polietylen. 6. Element, według zastrz.1, znamienny tym, że konstrukcja szkieletowa (3) ma postać walca albo sfery, albo sześcianu, albo bryły o podstawie cyfry 0, albo cyfry 8, albo innej bryły. 7. Element, według zastrz. 1, znamienny tym, że otulina (2) jest włókniną albo geowłókniną, albo tkaniną. 8. Element, według zastrz. 1, znamienny tym, że otulina wykonana jest z surowej, w 100% syntetycznej włókniny. 9. Element, według zastrz. 8, znamienny tym, że włóknina jest z poliestru. 10. Element, według zastrz. 7, znamienny tym, że tkanina jest z grupy obejmującej szermezę. 11. Element, według zastrz. 1, znamienny tym, że materiałem sorbującym (4) jest superabsorbent. 12. Element, według zastrz.1, znamienny tym, że pod dolną częścią otuliny (2), umieszczony jest materiał (5) o niskiej przepuszczalności albo materiał nieprzepuszczalny (5) dla wody i roztworów wodnych, o powierzchni co najmniej równej podstawie elementu geokompozytowego (1). 13. Element, według zastrz.1, znamienny tym, że elementy geokompozytowe (1) połączone są ze sobą liniowo.