БИОМАТ

Полезная модель предназначена для укрепления и защиты грунтовых поверхностей, например, откосов грунтовых (песчаных) планировочных насыпей, автомобильных и железных дорог, карьеров, сухих откосов земляных плотин и т.п. от эрозионных процессов, а также грунтовых поверхностей Крайнего Севера, расположенных на склонах и нарушенных в результате освоения месторождений углеводородов, путем быстрого восстановления участков почвенно-растительного покрова.
Известен биомат (см. патент на полезную модель РФ №133138, МПК Е01С 5/00, E02D 17/20, опубл. 10.10.2013), представляющий собой многослойную конструкцию, верхний слой которой состоит из тканых или нетканых полотен из разлагающихся натуральных хлопковых, или джутовых, или кокосовых, или льняных, или других волокон растительного происхождения, или их комбинаций. Внутренние слои биомата включают различные типы сорбирующих веществ, семян растений, удобрений, стимуляторов роста, влагоудерживающих компонентов и т.п. Нижний слой биомата выполнен из несущей биоразлагаемой сетки, над которой расположен слой водопроницаемой бумаги. Во внутренних слоях предлагается использовать противоэрозионный материал. Недостатком известного биомата является применение противоэрозионного материала, состоящего из искусственных волокон (полиамида, полипропилена), так как синтетический слой не способен разложиться течение как минимум 25 лет. Это в свою очередь не позволит после первых 2-3 лет использования биомата (период жизни трав, заложенных в биомат) проникнуть в грунт последующему поколению семян.
Наиболее близким техническим решением является биомат (см. патент на полезную модель РФ №116739, МПК А01С 1/04, опубл. 10.06.2012), представляющий собой многослойную, по меньшей мере, трехслойную конструкцию, включающую размещенный между каждыми двумя слоями и скрепленный с ними слой наполнителя, содержащий семена растений, при этом верхний слой выполнен в виде тканых или нетканых полотен из разлагающихся натуральных хлопковых, или джутовых, или кокосовых, или льняных, или других волокон растительного происхождения, или их комбинаций, а в качестве нижнего слоя используется водопроницаемая бумага, под которой располагается несущая биоразлагающаяся сетка, причем все слои биомата скреплены нитепрошивным способом.
Недостатком данного технического решения помимо сложности конструкции является то, что при применении в условиях Крайнего Севера, где летний период длится 2-4 месяца, такие биоматы не способны разложиться в течение 2-3 лет, что приводит к гибели последующего поколения семян и невозможности восстановления естественного почвенно-растительного покрова, который защищает почву от водно-эрозионных процессов.
Задачей заявленной полезной модели является создание простого по конструкции биомата, способного повысить эффективность защиты грунтовой поверхности от эрозионных процессов в условиях Крайнего Севера при уменьшении расхода тканых и нетканых материалов, используемых при его изготовлении.
Технический результат полезной модели заключается в упрощении конструкции биомата при повышении эффективности защиты грунтовой поверхности от эрозионных процессов, а также уменьшении толщины биомата.
Технический результат обеспечивается тем, что биомат представляет собой многослойную конструкцию, выполненную в виде верхнего и нижнего слоев, между которыми размещен наполнитель, включающий в себя семена растений и целевые добавки, при этом верхний и нижний слои выполнены в виде разлагающихся натуральных волокон растительного происхождения, причем слои биомата скреплены между собой клеящим материалом вязкой консистенции, в основу которого входит биополимер Ксантан.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен в разрезе биомат, на фиг. 2 представлена схема изготовления биомата, на фиг. 3 представлена схема укладки биомата, на фиг. 4 представлена схема расположения крепежных элементов для биоматов, укладываемых на грунтовой поверхности, угол наклона которой менее 10°, на фиг. 5 представлена схема расположения крепежных элементов для биоматов, укладываемых на грунтовой поверхности, угол наклона которой от 10° до 25° и таблицей, в которой приведен рекомендуемый состав травосмеси, используемый в качестве наполнителя внутреннего слоя для условий Крайнего Севера.
Биомат 6 содержит верхний 1 и нижний 2 слои, выполненные в виде разлагающихся натуральных волокон растительного происхождения, в качестве которых могут быть использованы, как тканые, так и нетканые хлопковые или джутовые, или кокосовые, или льняные, или другие разлагающиеся натуральные волокна растительного происхождения, или их комбинации, наполнитель 3, в состав которого входят семена растений, а также целевые добавки, в качестве которых могут быть использованы минеральные и/или органические удобрения, стимуляторы роста, влагоудерживающие компоненты и другие добавки, улучающие рост растений. Слои биомата 6 скреплены между собой клеящим материалом 4 вязкой консистенции, в основу которого входит биополимер Ксантан.
Предлагаемый биомат 6 состоит из слоев только натуральных быстроразлагающихся тканых или нетканых полотен, способных в течение 2-3 летних периодов в условиях Крайнего Севера разложиться более чем на 90%, что дает возможность последующим поколениям семян беспрепятственно проникать в почву и возобновлять отмирающую растительность. Технология создания биомата является непрошивной, основанной на склеивании слоев с помощью клеящего материала - растворенного в воде и доведенного до вязкой консистенции биополимера Ксантан (Ксантановая камедь). Клеящий материал 4 наносят на тканое или нетканое полотно дозатором 5, например, в продольно-поперечном направлении, образуя сетку. В ячейках, образованной сетки располагают наполнитель 3. Скрепляют верхний 1 и нижний 2 слои биомата 6 между собой при помощи клеящего материала 4.
При использовании в качестве клеящего материала вязкой консистенции, в основу которого входит биополимер Ксантан становится возможным уменьшить толщину самого биомата, что ведет к уменьшению расхода тканых и нетканых полотен. Применение данного клеящего материала ведет к равномерному распределению наполнителя, что впоследствии позволит создать равномерный густой травяной слой. Кроме того, биополимер Ксантан является удобрением для растений и способствует развитию плодородного слоя грунта. Все это способствует повышению эффективности защиты грунтовой поверхности от эрозионных процессов, а также уменьшению толщины биомата.
Укладку биомата осуществляют следующим образом.
3
Биомат 6 укладывают при температуре воздуха выше 5°C (наиболее благоприятное период года - начало летнего периода, после схода снежного покрова и оттаивания слоя сезонного промерзания на глубину не менее 20 см) на заранее выровненные и очищенные от посторонних предметов (камни, щебень и комки грунта диаметром более 50 мм) нарушенные (деградированные) грунтовые поверхности 7 в направлении размотки рулона. При этом биомат 6 расстилают на наклонную грунтовую поверхность в поперечном или продольном направлении в зависимости от ширины защищаемого участка, при условии полного покрытия нарушенного участка так, чтобы по периметру защищаемого участка края биомата 6 заходили на ненарушенный участок земли 8 на 10-15 см. Уложенные биоматы соединяют между собой внахлест от 10 до 15 см, а также с грунтовой поверхностью при помощи соединительных приспособлений 9, которыми могут служить, например, колышки, вяжущий проникающий раствор. Места установки соединительных приспособлений 9 выбирают следующим образом: расстояние К от края биомата приблизительно равно половине величины нахлеста, S равно половине расстояния между установкой соединительных приспособлений от края биомата, тогда L приблизительно принимают равной двум расстояниям S. После укладки биоматов осуществляют их увлажнение из расчета не менее 100 м воды на 1 га, а также присыпку стыков биоматов местным грунтом и песком. С целью ускорения появления всходов желательно обеспечить регулярный полив до появления травостоя. Объем полива корректируют исходя из климатических и погодных условий.
Предлагаемый биомат несложен по конструкции и в изготовлении, может быть быстро развернут на любой грунтовой поверхности, на склонах и насыпях. Кроме того, конструкция обеспечивает сохранность слоя наполнителя в течение времени прорастания и эффективного развития корневой системы растений в период ее формирования при уменьшении толщины самого биомата. Выполнение верхнего и нижнего слоев в виде любых разлагающихся натуральных волокон растительного происхождения обеспечивает разло
В течение двух-трех летних сезонов происходит разложение тканых или нетканых полотен, а из травосмеси, входящей в состав слоя наполнителя биомата, образуется устойчивый (многолетний) травостой с развитой корневой системой, которая, проникая глубоко в почву, будет связывать грунт и образовывать дернину, обладающую высокой механической прочностью.