Способ соединения и крепления биоматов на слабоустойчивых склонах в условиях Крайнего Севера

Изобретение относится к области рекультивации нарушенных земель и может быть использовано в условиях Крайнего Севера для защиты и восстановления нарушенных в результате техногенных воздействий склоновых участков ландшафтов от эрозионных процессов, например, откосов грунтовых (песчаных) планировочных насыпей, автомобильных и железных дорог, карьеров, откосов земляных плотин и т.п.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является техническое решение, предназначенное для рекультивации и озеленения склонов и откосов, в котором помещают покрытие на грунт, а стыковку отдельных полос покрытия осуществляют путем укладки его полос внахлест друг на друга. Покрытие выполнено по меньшей мере, из трех слоев. 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. Покрытие по краям и в местах нахлеста закрепляют крепежными элементами. В качестве крепежных элементов могут использоваться деревянные колья, проволочные стержни или металлические скобы U-образной или Г-образной формы (см. описание к полезной модели RU 127758, Е01С 5/00, E02D 17/20 10.05.2013).

Упомянутое выше техническое решение имеет следующие

- процесс соединения и крепления их к земле предлагается осуществлять за счет вбивания колышков сквозь полотно биомата, что влечет существенные затраты усилий и времени на пробивание материала;

- за счет соединение биоматов внахлест друг на друга происходит потеря материала по 10-20 см от каждой стороны биомата, а учитывая то, что крепление осуществляется с 2-х сторон общая потеря материала составляет 20-40 см;

- при соединении биоматов между собой колышками возможны случаи срыва части либо целиком биомата вследствие активных водных потоков либо сильных ветровых нагрузок.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является разработка эффективного способа соединения и крепления биоматов на слабоустойчивых склонах в условиях Крайнего севера.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности и надежности крепления биоматов, в процессе рекультивации восстанавливаемых эрозионно-опасных участков расположенных на склонах, за счет создания устойчивого, надежно закрепленного покрытия с применением биоматов и сокращения сроков укладки биоматов.

Технический результат обеспечивается тем, что в способе соединения и крепления биоматов на слабоустойчивых склонах в условиях Крайнего Севера выравнивают и очищают поверхность расположенного на склоне рекультивируемого участка, после чего осуществляют укладку на поверхность упомянутого участка биоматов, состоящих из двух четырехугольных полотнищ из тканного биоразлагаемого материала и имеющих средние зоны, между которыми вшит рекультивант, включающий в себя смесь семян растений, адаптированную к условиям Крайнего Севера, торцевые зоны между которыми рекультивант отсутствует и сквозные отверстия для крепежных элементов, расположенные в средней зоне в верхней, нижней и средней ее частях, при этом укладку упомянутых биоматов на склоне осуществляют в направлении его уклона сверху вниз таким образом, чтобы биоматы образовали единое биополотно, имеющее площадь, достаточную для покрытия всего рекультивируемого участка, после чего вертикально загибают торцевые зоны четырехугольных полотнищ биоматов и располагают биоматы так, чтобы торцы средних зон смежных биоматов прилегали вплотную к друг другу, после чего соединяют смежно расположенные биоматы посредством средств крепления, которые располагают по всей длине вертикально загнутых торцевых зон полотнищ, далее каждый из биоматов закрепляют на поверхности рекультивируемого участка посредством установки деревянных крепежных элементов, например, деревянных колышков, во все сквозные отверстия для крепежных элементов, после чего сверху полученного биополотна из биоматов насыпают грунт или песок.

Соединяют смежно расположенные биоматы посредством средств крепления выполненных в виде металических скоб или узлов из биоразлагаемой нити.

Сквозные отверстия для крепежных элементов располагают в виде параллельных рядов: верхнего, нижнего и среднего ряда.

Использование в способе биоматов имеющих сквозные отверстия для крепежных элементов, расположенные в верхней, нижней и средней частях биомата, позволяет сократить время укладки и крепления к грунту биоматов (т.к. отверстия для крепления изготавливаются на заводе изготовителе).

Осуществление укладки биоматов таким образом, чтобы биоматы образовали единое биополотно и соединение смежно расположенных биоматов посредством средств крепления, располагаемых по всей длине вертикально загнутых торцевых зон обеспечивает ускорение времени соединения биоматов между собой и увеличение точности укладки биоматов на поверхность слабоустойчивого склона, а также позволят сократить финансовые затраты на рекультивацию, поскольку позволяет снизить расход материала до минимума за счет соединения средних зон смежных биоматов встык, т.е. без зазора между ними и, следовательно, отсутствия необходимости делать нахлест биоматов по 10-20 см от каждой стороны биомата.

Плотное прикрепление посредством деревянных крепежных элементов каждого из биоматов к поверхности рекультивируемого участка обеспечивает надежную фиксацию биополотна на поверхности эрозионно-опасного участка, расположенного на крутых склонах с уклоном более 30°, и, следовательно, минимизацию риска сползания биополотна с поверхности склонов при эрозионных процессах в почве, выпадении ливневых осадков, порывах ветра и других погодных явлениях.

В целом крепление биоматов заявленным способом способствует развитию почвенно-растительного покрова и надежной защите восстанавливаемого участка от проявления водно-эрозионных процессов.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показана схема соединения биоматов между собой металическими скобами (вид сбоку).

На фиг. 2 показана схема соединения биоматов между собой металическими скобами (вид места стыка).

На фиг. 3 показана схема соединения биоматов между собой узлами из биоразлагаемой нити (вид сбоку).

На фиг. 4 показана схема соединения биоматов между собой узлами из биоразлагаемой нити (вид места стыка).

На фиг. 5 показана схема укладки биомата на рекультивируемый участок, расположенный на нарушенной грунтовой поверхности склона.

На фиг. 6 показана схема расположения на биомате сквозных отверстий для крепежных элементов.

На фиг. 1-4 обозначены следующие позиции: биомат 1, ряд отверстий 2 для скрепления биоматов между собой, металлические скобы 3, узлы 4 из биоразлагаемой нити и торцевые зоны 5 биоматов 1.

На фиг. 5 и фиг. 6 обозначены следующие позиции: биомат 1, рекультивируемый участок 6, ненарушенный участок 7 и сквозные отверстия 8 для крепежных элементов 9.

Биомат 1, для крепления которого предназначен заявленный способ, состоит из двух четырехугольных полотнищ из тканного биоразлагаемого материала, например из хлопковых и/или льняных полотнищ между которыми которыми вшит расположен. Биоматы 1 имеют толщину D, а торцевые зоны имеют ширину L_T (см. фиг. 1 и фиг. 3).

Рекультивант состоит из смеси семян растений, подобранных с учетом территориальных, климатических и гидрографических условий Крайнего Севера. Для рекультивации в условиях Крайнего севера часто используют травосмеси, содержащие семена мятлика лугового, костреца безостого, овсяницы луговой, овсяницы красной, тимофеевки луговой, пырея ползучего, а также овса и ржи.

Например, в заявленном изобретении может быть использован травосмесь содержащая следующие травы: мятлик луговой, кострец безостый, овсяница луговая, овсяница красная и тимофеевка луговая.

Рекультивант может содержать кроме смеси семян растений: торф, органические удобрения, минеральные удобрения, стимуляторы роста растений и почвообразующие добавки, подбираемые с учетом почвенно-грунтовых условий Крайнего Севера. В качестве удобрения может быть использован сапропель.

Четырехугольные полотнища, имеют торцевые зоны 5 и средние зоны. Между средними зонами четырехугольных полотнищ расположен рекультивант, а между торцевыми зонами полотнищ рекультивант отсутствует. Средние зоны упомянутых четырехугольных полотнищ, скреплены между собой методом прошива, например, посредством прошива на иглопрошивающем станке.

Полотнища 1 имеют сквозные отверстия 8 для крепежных элементов, расположенные в средней зоне в ее верхней, нижней и средней частях. Отверстия 8 могут быть расположены параллельными рядами (верхний ряд, нижний ряд и средние ряды) в шахматном порядке (см. фиг. 5).

Отверстия в верхнем, среднем, нижнем рядах расположены с одинаковым шагом S.

Крайние отверстия верхнего и нижнего ряда расположены с одинаковым отступом К от края биомата 1.

Крайние отверстия среднего ряда расположены с одинаковым отступом К+S/2 от края биомата 1.

Верхний и нижний ряды расположены друг от друга на растоянии L. Средний и верхний ряд расположены друг от друга на растоянии L/2. Средний и нижний ряд расположены друг от друга на растоянии L/2 (см. фиг. 6).

На торцевых зонах 5 биоматов 1 может быть выполнен ряд отверстий 2 (диаметром 1-2 см) для скрепления биоматов между собой в единое полотно посредством узлов 4 из биоразлагаемой нити (см. фиг. 3 и фиг. 4).

Биоматы 1 могут быть скреплены между собой в единое полотно посредством металлических скоб 3 (см. фиг. 1 и фиг. 2).

Биомат закрепляют на рекультивируемом участке 6, который подвергся деградации, и на части прилегающего ненарушенного участка 7 посредством деревянных крепежных элементов 9, которые вставляются в технологические отверстия 8. Крепежные элементы 9 могут быть выполнены в виде деревянных колышков со шляпками.

Способ соединения и крепления биоматов на слабоустойчивых склонах в условиях Крайнего Севера осуществляют следующими образом.

Выравнивают и очищают поверхность от посторонних предметов (камни, щебень и комки грунта диаметром более 50 мм).

После чего осуществляют укладку на поверхность склона биоматов 1. Укладку биоматов 1 осуществляют на склоне в направлении его уклона сверху вниз, таким образом, чтобы биоматы 1 образовали единое биополотно, имеющее площадь, достаточную для покрытия всего подвергшегося деградации рекультивирумого участка 6.

Осуществление работ по укладке биоматов 1 производят при температурах воздуха выше 5°С. Наиболее благоприятное период года - начало летнего периода (после схода снежного покрова и оттаивания слоя сезонного промерзания на глубину не менее 20 см). Стрелкой на фиг. 5 указано направление уклона.

После чего вертикально загибают торцевые зоны 5 четырехугольных полотнищ биоматов 1 на величину L_T=3-5 см (см. фиг. 1 и фиг. 3) и располагают биоматы так, чтобы торцы средних зон смежных биоматов прилегали вплотную к друг другу, т.е. так чтобы между средними зонами смежных биоматов зазор отсутствовал или был бы минимальным. Затем соединяют смежно расположенные биоматы 1 посредством средств крепления, которые располагают по всей длине вертикально загнутых торцевых зон 5.

В случае применения металлических скоб 3 скрепление биоматов осуществляется промышленными степлерами.

Использование промышленных степлеров либо прошнуровывание торцевых частей через заранее подготовленные технологические отверстия позволяет ускорить время соединения биоматов между собой.

В случае использования узлов 4 из биоразлагаемой нити используются моток биоразлагаемой нити, которая продевается сквозь полотно биомата 1 через отверстия 2, подготовленные на предприятии-изготовителе (либо с помощью специально предназначенной для этих целей иглы).

Далее каждый из биоматов 1 закрепляют на поверхности рекультивируемого участка 6 посредством установки деревянных крепежных элементов 9, например, деревянных колышков, в сквозные отверстия 8 для крепежных элементов 9.

После укладки биоматов 1 осуществляют отсыпку сверху биоматов местным грунтом либо песком толщиной 3-7 см по всей поверхности биополотна.

Заявленное изобретение позволяет успешно решить задачу надежного крепления всех биоматов к грунту (фактически образуется единое полотно) и избежать дальнейшего смыва водными потоками либо срыва ветром отдельных полотен.