GEOKOMPOZYTY SORBUJĄCE WODĘ

Transkrypt

1 GEOKOMPOZYTY SORBUJĄCE WODĘ innowacyjne technologie wspomagające wegetacje roślin dr Krzysztof Lejcuś dr inż. Daniel Garlikowski dr inż. Jolanta Dąbrowska projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego

2

3 Projekt realizowany w ramach Programu Operacyjnego współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego

4

5

6 Uniwersytetem Przyrodniczym we Wrocławiu

7 Politechniką Wrocławska

8 Instytutem Ekologii Terenów Uprzemysłowionych

9

10 Głównym celem projektu jest uzyskanie innowacyjnego produktu w postaci - geokompozytów sorbujących wodę wraz z technologiczną instrukcją jego praktycznego stosowania, różnych obszarach zastosowań, oraz sposobem wprowadzania do podłoża. Celem użytecznym, szczególnie ważnym społecznie, będzie poprawa efektywności wykorzystania zasobów wody.

11 Podstawowym celem zatrzymania wody zmagazynowanej w geokompozytach sorbujących wodę jest wydłużenie czasu, w którym roślinność może bezpośrednio z niej korzystać. Spowoduje to optymalizację warunków wegetacji roślin, ale również zmniejszenie ogólnego zużycia wody m. in. w rolnictwie poprzez lepsze jej wykorzystanie.

12 GEOKOMPOZYTY SORBUJĄCE WODĘ Superabsorbenty (SAP-y) są to luźno usieciowione polimery hydrofilowe Mają zdolność absorbowania dużych ilości wody 1g SAP-u może zaabsorbować do 300g wody

13 GEOKOMPOZYTY SORBUJĄCE WODĘ Obecnie superabsorbenty są wykorzystywane w produktach higienicznych, medycynie, rolnictwie Superabsorbent w różnych postaciach

14 GEOKOMPOZYTY SORBUJĄCE WODĘ 1g superabsorbentu potrafi zaabsorbować do 300g wody W czasie pęcznienia SAP zmienia swoją objętość (nawet 300x) Żeby tak spęcznieć SAP potrzebuje przestrzeni W glebie jej nie ma Dlatego SAP w glebie nie może swobodnie pęcznieć W geokompozycie SAP ma miejsce do swobodnego, wielokrotnego pęcznienia (zatrzymywania wody)

15 Pęcznienie [g/g] BADANIE PĘCZNIENIA POD OBCIĄŻENIEM Swobodnie pęczniejący SAP 300 Porównanie swobodnego pęczniania SAP w wodzie destylowanej i pęcznienia pod obciążeniem, gęstość 1,3 g/cm 3, warstwa gleby = 30cm, t = 60 min SAP pod obciążeniem SAP pod obciążeniem SAP bez obciążenia Obciążenie 30 cm gleby

16 Utrata wody [g] UTRATA WODY Z GLEBY I Z GEOKOMPOZYTU Gleba z wodą Geokompozyt Geokompozyt mata Czas [h]

17 JAK JEST ZBUDOWANY GEOKOMPOZYT SORBUJĄCY WODĘ geowłóknina szkielet w postaci maty superabsorbent (SAP) retencjonujący wodę

18 JAK DZIAŁA GEOKOMPOZYT SORBUJĄCY WODĘ Hydrobox.pl

19 PORÓWNANIE KONDYCJI ROŚLIN BEZ PODLEWANIA Papirus

20 PORÓWNANIE KONDYCJI ROŚLIN BEZ PODLEWANIA Papirus

21 SZYBSZY WZROST PRZY REGULARNYM PODLEWANIU Porównanie po dwóch miesiącach wzrostu Hedera

22 GEOKOMPOZYTY - RODZAJE

23 GEOKMPOZYT W POSTACI MATY

24

25 1. Opracowanie i optymalizacja geokompozytów sorbujących wodę w zależności od przeznaczenia i sposobu aplikacji 2. Określenie wpływu wybranych jonów i roztworów glebowych na właściwości superabsorbentów 3. Przygotowanie układów superabsorbentów z innymi sorbentami i określenie ich właściwości 4. Fizyka poboru roztworów glebowych z geokompozytów 5. Ocena ryzyka stosowania geokompozytów 6. Opracowanie technologii aplikacji geokompozytów na skarpach w skali półtechnicznej 7. Opracowanie technologii aplikacji geokompozytów w konstrukcjach oporowych w skali półtechnicznej 8. Ocena zastosowania geokompozytów sorbujących wodę w sadownictwie 9. Walidacja efektów wzrostu i zdrowotności bylin i krzewów stosowanych na terenach założeń urbanistycznych 10. Opracowanie technologii stabilizacji biologicznej plaż zbiorników poflotacyjnych przy wykorzystaniu geokompozytów sorbujących wodę 11. Określenie stanu i struktury superabsorbentów w geokompozytach w trakcie stosowania 12. Ocena wpływu zastosowania geokompozytów sorbujących wodę na rozwój i plonowanie Miskanta olbrzymiego 13. Opracowanie technologii uprawy roślin fitostabilizacyjnych na podłożach rekultywacyjnych przy wykorzystaniu geokompozytów sorbujących wodę 14. Aplikacje terenowe Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Inżynierii Środowiska Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu - Katedra Ochrony Roślin Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu - Katedra Ogrodnictwa Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu - Katedra Kształtowania Agrosystemów Politechnika Wrocławska Wydział Chemiczny Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych

26 Zadanie1. Opracowanie i optymalizacja geokompozytów sorbujących wodę w zależności od przeznaczenia i sposobu aplikacji Kierownik zadania: dr Krzysztof Lejcuś Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Inżynierii Środowiska

27 BADANIA PODSTAWOWE

28 BADANIA PODSTAWOWE

29 BADANIA PODSTAWOWE

30 BADANIE WPŁYWU GEOKOMPOZYTU NA KONDYCJĘ AZALII Nr 4, 5 bez geokompozytu Nr 6 z geokompozytem

31 Zadanie 2. Określenie wpływu wybranych jonów i roztworów glebowych na właściwości superabsorbentów Kierownik zadania: prof. dr hab. inż. Andrzej Trochimczuk Politechnika Wrocławska Wydział Chemiczny

32 Zadanie 3. Przygotowanie układów superabsorbentów z innymi sorbentami i określenie ich właściwości Kierownik zadania: prof. dr hab. inż. Andrzej Trochimczuk Politechnika Wrocławska Wydział Chemiczny

33 Zadanie 4. Fizyka poboru roztworów glebowych z geokompozytów Kierownik zadania: dr hab. Inż. Jarosław Kaszubkiewicz Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska

34 Blok piaskowo kaolinowy do oznaczania retencji wodnej w zakresie pf 2,0 3,0 Aparat Richards a do oznaczania retencji wodnej w zakresie pf 3,2 4,2

35 Zadanie 5. Ocena ryzyka stosowania geokompozytów Kierownik zadania: prof. Dr hab. Inż. Stanisław Pietr Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu - Katedra Ochrony Roślin

36 ADANIA ZASIEDLANIA GEOKOMPOZYTÓW PRZEZ PATOGENY

37 Zadanie 6. Opracowanie technologii aplikacji geokompozytów na skarpach w skali półtechnicznej Kierownik zadania: dr inż. Henryk Orzeszyna Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Inżynierii Środowiska

38 Zadanie 7. Opracowanie technologii aplikacji geokompozytów w konstrukcjach oporowych w skali półtechnicznej Kierownik zadania: dr inż. Andrzej Pawłowski Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Inżynierii Środowiska

39 BUDOWA NASYPU DOŚWIADCZALNEGO

40 NASYP OŚWIADCZALNY

41

42 NASYP OŚWIADCZALNY

43 Zadanie 8. Ocena zastosowania geokompozytów sorbujących wodę w sadownictwie Kierownik zadania: dr inż. Ewelina Gudarowska Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu - Katedra Ogrodnictwa

44 DOŚWIADCZENIE Z DRZEWKAMI OWOCOWYMI

45 DOŚWIADCZENIE Z DRZEWKAMI OWOCOWYMI

46 Zadanie 9. Walidacja efektów wzrostu i zdrowotności bylin i krzewów stosowanych na terenach założeń urbanistycznych Kierownik zadania: dr inż. Katarzyna Wróblewska Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu - Katedra Ogrodnictwa

47 DOŚWIADCZENIA Z BYLINAMI

48 ORÓWNANIE ROŚLIN HODOWANYCH Z GEOKOMPOZYTAMI I BEZ NICH Bergenia mieszańcowa Bergenia hybrida Brunera wielkolistna Brunnera macrophylla

49 PORÓWNANIE ROŚLIN HODOWANYCH Z GEOKOMPOZYTAMI I BEZ NICH Tawułka Astilbe cv

50 GEOKOMPOZYTY PO OKRESIE WEGETACJI

51

52 Zadanie 10. Opracowanie technologii stabilizacji biologicznej plaż zbiorników poflotacyjnych przy wykorzystaniu geokompozytów sorbujących wodę Kierownik zadania: prof. Dr hab. Inż. Leszek Kordas Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu - Katedra Kształtowania Agrosystemów

53 Zadanie 11. Określenie stanu i struktury superabsorbentów w geokompozytach w trakcie stosowania Kierownik zadania: prof. dr hab. inż. Andrzej Trochimczuk Politechnika Wrocławska Wydział Chemiczny

54 Zadanie 12. Ocena wpływu zastosowania geokompozytów sorbujących wodę na rozwój i plonowanie Miskanta olbrzymiego Zadanie 13. Opracowanie technologii uprawy roślin fitostabilizacyjnych na podłożach rekultywacyjnych przy wykorzystaniu geokompozytów sorbujących wodę Kierownik zadań: dr Aleksandra Sas-Nowosielska Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych

55 OPRACOWANIE TECHNOLOGII UPRAWY ROŚLIN FITOSTABILIZACYJNYCH NA PODŁOŻACH REKULTYWACYJNYCH PRZY WYKORZYSTANIU GEOKOMPOZYTÓW SORBUJĄCYCH WODĘ OCENA WPŁYWU ZASTOSOWANIA GEOKOMPOZYTÓW SORBUJĄCYCH WODĘ NA ROZWÓJ I PLONOWANIE MISKANTA OLBRZYMIEGO

56 Zadanie14. Aplikacje terenowe Kierownik zadania: dr inż. Daniel Garlikowski Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Inżynierii Środowiska

57 Piaskownia Pierwoszów rekultywacja terenów

58 Fragment skarpy drogowej z zainstalowanymi koszami gabionowymi w momencie założenia po 3 tygodniach po 3 latach

59 Doświadczenie z truskawkami

60 Sadzenie lasu na geokompozytach

61 Miejsca zastosowań geokompozytów Zabezpieczenia przeciwerozyjne skarp drogowych, autostradowych, wałów przeciwpowodziowych, skarp składowisk odpadów Uprawy roślin jagodowych, np. truskawki, maliny, borówki Uprawy roślin ozdobnych Uprawy sadownicze Zieleń miejska, zieleń domach i ogrodach Obszary specjalistyczne, np. zielone ściany, drzewka Bonsai

62 Miejsca zastosowań geokompozytów stożki skarpowe przy przyczółkach mostów i wiadukt, a także przepustów i bystrotoków naskarpowych, mury oporowe z gruntów zbrojonych, szczególnie te niskie do 1,0 m wysokości, zieleń w Miejscach Obsługi Podróżnych, kaszycowe osłony skarp zbrojonych kotwami i gwoździami, pasy zieleni rozdzielające pasy autostradowe, podłoża roślinności zakładanej na autostradowych przejściach dla zwierząt, ronda, ekrany dźwiękochłonne,

63 Efekt komercjalizacji Seria produktów HYDROBox produkowana przez firmę Geotabo na podstawie licencji udzielonej przez Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

64 Przykłady zastosowań

65 A ile to kosztuje? Symulacja modernizacji wału przeciwpowodziowego odcinek 100 m wysokość 2 m nachylenia skarp 1 : 3 kategoria wału III i IV dowóz materiału z 5, 10, 15, 20 km

66 A ile to kosztuje?

67 Droga przywałowa Porównanie kosztów budowy drogi przywałowej w technologii tradycyjnej - droga gruntowa z obrzeżami oraz drogi wykonanej w technologii geokompozytu Mat i przestrzennego systemu komórkowego

68 Porównanie kosztów Technologia tradycyjna ok. 620 tys. netto/km Technologia GK Mat ok. 335 tys. netto/km

69 projekt współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego

70