Půdní bioinženýrství - Soil bioengineering

Bioinženýrství půdy a vody je disciplína stavební inženýrství. Sleduje technologické, ekologické, ekonomické i konstrukční cíle a snaží se jich dosáhnout především využitím živých materiálů, tj. Semen, rostlin, částí rostlin a rostlinných společenstev, a jejich využitím v přírodních stavbách při využití rozmanitých schopností. vlastní rostlinám. půda bioinženýrství může být někdy náhradou za klasické inženýrské práce; ve většině případů však jde o smysluplnou a nezbytnou metodu doplňování druhé. Jeho aplikace se navrhuje ve všech oblastech půdy a hydraulické inženýrství, zejména pro sklon a stabilizace nábřeží a kontrola eroze.[1]

Půdní bioinženýrství je použití živých rostlinných materiálů k zajištění některých inženýrských funkcí. Půdní bioinženýrství je účinným nástrojem pro ošetření různých nestabilních a / nebo erodujících míst. Techniky bioinženýrství půdy se používají po mnoho staletí. V poslední době Schiechtl (1980) podpořil využití půdního bioinženýrství pomocí řady evropských příkladů. Půdní bioinženýrství je nyní široce praktikováno po celém světě pro ošetření eroze a nestabilních svahů.[2][3]

Oblasti použití a rostliny pro kontrolní práce v oblasti bioinženýrství

Metody půdního bioinženýrství lze použít všude tam, kde rostliny, které se používají jako živé stavební materiály, mohou dobře růst a rozvíjet se. To je případ tropických, subtropických a mírná pásma vzhledem k tomu, že v suchých a chladných oblastech existují zjevné limity, tj. kde převládají suchá, polosuchá a mrazivá pásma. Ve výjimečných případech může být nedostatek vody kompenzován zaléváním nebo zavlažování V Evropě existují suché podmínky omezující použití ve Středomoří i v některých alpských a východoevropských zasněžených oblastech. Nejčastěji se však limity stanoví v alpských a arktických oblastech. Ty si obvykle jasně všimne omezený růst dřevin (les, linie stromů a keřů) a horní hranice uzavřených rašelina Pokrýt. Čím chudší je region druhem, tím méně je vhodný pro použití metod bioinženýrství.

Funkce a účinky struktur bioinženýrství půdy

Technické funkce

  • ochrana povrchu půdy před eroze větrem, srážkami, mrazem a tekoucí vodou
  • ochrana před pádem skály
  • eliminace nebo vázání ničivých mechanických sil
  • snížení rychlosti proudění podél břehů
  • povrchová a / nebo hluboká soudržnost a stabilizace půdy
  • odvodnění
  • ochrana před větrem
  • napomáhá ukládání sněhu, naplaveného písku a sedimentů
  • zvýšení drsnosti půdy a tím zabránění uvolnění laviny

Kromě toho nabývají na významu ekologické funkce, zejména proto, že je lze ve velmi omezené míře plnit pouze klasickými inženýrskými stavbami.

Ekologické funkce

  • zlepšení vodního režimu zlepšením schopnosti zachycování a skladování půdy i vody
  • spotřeba rostlin
  • odvodnění půdy
  • ochrana před větrem
  • ochrana před okolním prostředím znečištění ovzduší
  • mechanické zlepšení půdy kořeny rostlin
  • vyrovnávání teplotních podmínek v téměř přízemních vrstvách vzduchu a v půdě
  • stínování
  • zlepšení obsahu živin v půdě a tím i úrodnost půdy na dříve surových půdách
  • vyvažování sněhových nánosů
  • ochrana proti hluku
  • zvýšení výnosu na sousední orné půdě

Krajinářské funkce

  • hojení ran způsobených přírodními katastrofami a lidmi (těžba nerostných surovin, stavební práce, ukládání skrývky, výkopový materiál tunelů, průmyslový a domácí odpad)
  • integrace struktur do krajiny
  • skrývání protiprávních struktur
  • obohacení krajiny vytvářením nových prvků a struktur, tvarů a barev vegetace

Ekonomické dopady

Práce na řízení bioinženýrství nemusí být ve stavebnictví vždy nutně levnější ve srovnání s klasickými inženýrskými stavbami. Když však vezmeme v úvahu jejich životnost včetně jejich servisu a údržby, obvykle se ukáží jako ekonomičtější.[Citace je zapotřebí ] Jejich speciální výhody jsou:

  • nižší stavební náklady ve srovnání s „tvrdými“ stavbami
  • nižší náklady na údržbu a rehabilitaci
  • vytváření užitečných zelených ploch a populací dřevin na dříve opuštěné půdě
  • Užitečné pro generování příjmu

Výsledkem prací na ochranu půdy bioinženýrstvím jsou živé systémy, které se dále rozvíjejí a udržují rovnováhu přirozenou posloupností (tj. Dynamickou sebeovládáním, bez umělého příjmu energie). Pokud je zvolen správný živý, ale i neživý stavební materiál a vhodné typy konstrukcí, lze dosáhnout výjimečně vysoké udržitelnosti vyžadující malé úsilí při údržbě. [4][5]

Reference

  1. ^ Schiechtl, H. M. (Trans. N. K. Horstmann, 1980). Bioinženýrství pro rekultivaci a ochranu půdy. University of Alberta Press. Edmonton. Alberta. 404 stran
  2. ^ Gray, D.H. a A.T. Leisere. 1982. Biotechnická ochrana svahu a kontrola eroze. Van Nostrand Reinhold Company Inc. Scarborough, Ontario, 271 stran, dotisk Krieger Publishing Co. Malabar, Florida).
  3. ^ Clark, J. a J. Hellin. 1996. Bioinženýrství pro efektivní údržbu silnic v Karibiku. Institut přírodních zdrojů. University of Greenwich. Spojené království.
  4. ^ Schiechtl, H.M. a R. Stem. 1996. Techniky pozemního bioinženýrství pro ochranu svahu a kontrolu eroze. Trans. Autor: L. Jaklitsch. Blackwell Scientific. Oxford, Velká Británie 146 stran
  5. ^ Schiechtl, H.M. a R. Stem. 1997. Techniky vodního bioinženýrství pro ochranu vodních toků, břehů a břehů. Trans. Autor: L. Jaklitsch. Blackwell Scientific. Oxford, Velká Británie 185 stran