Гидропосев как технология комплексного озеленения территорий

14 ноября 2011 года SIA ISOTECH провело опытный гидропосев на почвы, не содержащие органики. 

 

Проблема

При реконструкции и строительстве дорог дорожникам приходится перемещать значительные объемы грунта, серьезно менять рельеф в месте проведения работ, снимая или уничтожая верхний плодородный слой почвы. Дорожные насыпи также выполняются из минеральных материалов, не содержащих органики. В результате откосы насыпи дороги и прилегающие к ней площади к концу проведения дорожно-строительных работ лишены плодородного слоя почвы. К тому же эти участки имеют, как правило, значительные уклоны – до 1:1. Эти два обстоятельства (наличие значительных уклонов и отсутствие растительности), как известно, провоцируют интенсивную водную эрозию.

Действующие нормативные документы предусматривают озеленение дорожных откосов как средство борьбы с их эрозией. Однако, традиционный метод озеленения откосов, заключающийся в привозе плодородного грунта, укладке его на откосы и посев в него семян травы, имеет серьезные недостатки. Применение этого метода влечет за собой значительные расходы на доставку плодородного грунта, его укладку (велика доля ручного труда) и не гарантирует отсутствия эрозии в течение периода, необходимого для образования корневой системы растений и стабилизации почвы. Известны многочисленные случаи, когда начавшиеся сильные дожди смывали в канаву и плодородный грунт, и семена, и работу по озеленению откосов приходилось проводить заново. В отдельных, самых тяжелых случаях, это приводило к катастрофическим экономическим последствиям для фирмы-подрядчика.

Таким образом, в сфере строительства и реконструкции дорог явно существует экономически обоснованная потребность в быстром и надежном методе озеленения откосов, который бы минимизировал риск эрозии.

 

Идея

SIA ISOTECH cовместно с SIA BIKMA взялись решить эту непростую задачу. Было принято решение использовать технологию гидравлического нанесения плодородного слоя. Данная технология высокопроизводительна, позволяет равномерно внести одновременно и плодородный слой, и семена и добавки, способствующие росту растений.

Задачи создания плодородного слоя и защиты его от эрозии были разделены. Работы проводились в 2 этапа – сперва нанесение плодородного слоя с семенами, потом укрытие первого слоя противоэрозионным материалом.

Для опытных работ был выбран придорожный откос с уклоном (H:V) от 1.5:1 до 1:1, состоящий из глинистой почвы. Длина склона откоса - от 3 до 5 м. Участок уже имел явные признаки начинающейся эрозии. Перед проведением работ было сделано выравнивание поверхности склона с целью ликвидации эрозионных борозд.

 

Материалы

Для создания плодородного слоя была использована разработанная SIA ISOTECH и SIA BIKMA композиция TSS-Bio, основой которой являются компостированные органические отходы растительного происхождения и сапропель. Также в состав композиции входят добавки производства компании PROFILE PRODUCTS LLC (США), предназначенные для улучшения удержания влаги и сцепления наносимого слоя с почвой. Важным является то, что основой композиции являются местные материалы, производимые или добываемые в Латвии.

Для защиты плодородного слоя от эрозии была выбрана гидравлически наносимая древесная мульча Flexterra HP-FGM производства PROFILE PRODUCTS LLC (США). Данный материал надежно защищает от эрозии участки c большим уклоном. Особенно важно для применения его в Латвии то, что он защищает почву от эрозии сразу после нанесения, не требуя, в отличие от других материалов, выдержки в течение 24-48 часов до первого дождя. Этот материал уже был успешно применен SIA ISOTECH в Латвии, например, на Городском канале г. Риги.

 

Техника и технология

Для выполнения работ была использована гидропосевная установка BOWIE HydroMulcher 300 производства компании BOWIE Industries (CША). Определяющим выбор преимуществом установки BOWIE является применение шестеренного насоса и механической системы перемешивания пульпы в баке. Установки с гидравлическим перемешиванием и центробежными насосами непригодны для распыления TSS-Bio и серьезных противоэрозионных составов типа Flexterra HP-FGM.

Первая загрузка бака гидропосевной машины состояла из:

Общий объем приготовленной пульпы составил 1.3 куб.м., удельный вес пульпы - около 900 кг/куб.м.

Приготовленная пульпа при помощи гидропосевной машины была распылена по поверхности около 200 кв.м. Таким образом, расход TSS-Bio составил 2 кг (0,005 куб.м.) на кв.м. или 20.000 кг (50 куб.м.) на гектар.

Вторая загрузка бака гидропосевной машины состояла из:

После нанесения первого слоя (TSS-Bio) перед нанесением противоэрозионного слоя рекомендуется выдержка в течение примерно 30 минут для удаления избытка влаги из первого слоя.

 

Затраты времени, технических и трудовых ресурсов

Общее время на приготовление пульпы и ее напыление составило около 2 часов.

Обработанная площадь составила 200 кв.м. с уклоном (H:V) от 1.5:1 до 1:1, плотность посева травы в соответствии с рекомендациями поставщика семян – 25 г/кв.м.

Была задействована следующая техника:

Объем использованной воды – около 2 куб.м.

Задействованные трудовые ресурсы:

 

Первые выводы

Идея о применении технологи гидропосева для нанесения плодородного слоя на почвы, бедные органикой, была успешно претворена в жизнь.

Выбранная концентрация раствора TSS-Bio в воде – 1 куб.м. на бак объемом 1.3 куб.м представляется не совсем оптимальной; мощность гидропосевной машины позволяет увеличить концентрацию TSS-Bio еще как минимум на 10%, а вместе с этим и обрабатываемую с одной загрузки площадь. Появляется риск застревания чрезмерно густой пульпы в шлангах (работа велась через шланг длиной 15 м). Этот риск можо будет попытаться снизить путем применения коротких (не более 5 м) шлангов – при работе с полотна дороги и «дальнобойности» струи в 10-12 м отпадает необходимость в длинном шланге.

Пульпа, состоящая из TSS-Bio и воды, довольно легко отдает воду, поэтому нанесение ее на наклонные участки надо проводить постепенно, направляя струю из шланга вверх, создавая, таким образом, подобие дождя. Нанесение избыточного количества пульпы в короткий промежуток времени на какой-то небольшой участок приводит к образованию потоков воды и смыванию TSS-Bio cо склона. Оператор должен очень тщательно следить за тем, чтобы не переливать пульпу в одно место.

Также представляется избыточным использование труда 3-х человек во время всего цикла проведения работ. Наиболее загружен работой оператор, осуществляющий распыл. Второй работник осуществляет контроль за режимом работы установки (регулирование оборотов двигателя, положения перепускного клапана, сцепления, остатка пульпы в баке) и вполне может совмещать обязанности водителя, перемещая машину с установкой по мере продвижения оператора распыла по обрабатываемому участку. При установившемся режиме распыла передвижение установки не требует ни прекращения ее работы, ни изменения режима ее работы.

Для лучшего оперативного согласования действий между оператором распыла и работником у установки представляется необходимым наличие между ними голосовой радиосвязи с использованием гарнитур или, как минимум, заранее согласованного языка жестов.

Очень большое влияние на скорость проведения работ оказывает скорость заполнения установки водой. Оптимально наличие в месте проведения работ выделенной техники для подвоза воды, оснащенной насосом производительностью не менее 200 л/мин. Перемещение установки к стационарному месту заполнения водой тоже является приемлемым решением, но при времени в пути не более 10 минут. Общая длительность цикла приготовление пульпы - распыл не должна превышать 40-45 минут, из которых непосредственно на распыл уходит порядка 10-15 минут на цикл. Иными словами, организация работ должна обеспечивать за 8-часовой рабочий день распыл 8 баков установки (в случае двухступенчатого нанесения TSS-Bio и противоэрозионного покрытия это 4 полных цикла в день). В конце рабочего дня следует зарезервировать около 30 минут времени на промывку установки и прочие уборочные операции.

При выполнении работ с TSS-Bio на объектах с большим объемом работ представляется разумным применение 2 гидропосевных установок с экипажами, разделяя между ними стадии производства работ таким образом, чтобы один экипаж наносил только первый слой – TSS-Bio и семена, а второй бы наносил противоэрозионный слой. Важно отметить, что между нанесениями слоев необходима выдержка, время которой зависит от дренажной способности почвы, на которую наносится TSS-Bio, температуры воздуха, наличия или остутствия прямых солнечных лучей. При этом не стоит допускать высыхания первого слоя до нанесения второго. Первый слой должен быть влажным, но уже отдавшим почве избыток влаги.

 

Дальнейшая оценка результатов работ

Работы по гидропосеву были произведены в экстремально поздние для Латвии сроки – 14 ноября. Температура воздуха в день проведения работ составила +5°С. На данный момент произведено главное – склон защищен от эрозии дождевыми и, главное, весенними талыми водами.

Поскольку обработанный склон обращен на юг, то, в зависимости от погоды весной 2012 года, к середине или концу марта будет видно, насколько эффективна защита от эрозии (особенно в сравнении с незащищенными участками), а к концу апреля будет видна и эффективность примененного метода посева травы.