CZ26707U1 - Protierozní zábrany k omezení nežádoucích pohybů přírodních hmot vlivem erozního smyvu a transportu splavenin - Google Patents

Description

Technické řešení se týká protierozních zábran k omezení nežádoucích pohybů přírodních hmot vlivem erozního smyvu a transportu splavenin na svažitých terénech, způsobených přívalovými dešti nebo táním sněhu a řeší zlepšení podmínek ochrany životního prostředí, obyvatel a sídel před negativními důsledky přírodních katastrof, jako jsou povodně, svahové deformace a erozní jevy při možnosti jejich urychlené instalace v obtížně přístupném terénu, při výrazně menší potřebě záboru půdy a při snížení finančních nákladů na její výstavbu.

Dosavadní stav techniky

Vlivem změn klimatických podmínek, zvláště v poslední době, dochází ve stále větší míře k ohrožování životního prostředí a v důsledku toho dochází ke značným materiálním škodám, zejména na zemědělské půdě, způsobených její erozí zvláště při přívalových deštích a jarním tání sněhu. V rizikových územích, zejména v členitém a svažitém terénu, s měkkými a narušenými vrchními vrstvami půdy, způsobenými nadměrnou intenzifikací zemědělské výroby, scelováním pozemků a odstraňováním mezí, dochází ke splavování omice a drobné vegetace a jejich usazování v údolích nebo v navazujících rovinách, kde je přímo ohrožena domovní zástavba, hospodářské objekty, komunikace a vodní toky. V konečném důsledku při sesuvu půdních hmot mohou být ohroženi obyvatelé dokonce na životě.

Doposud je známa celá řada protierozních zábran. Jsou známy protierozní průlehy a příkopy, sloužící k zachycování a odvádění povrchové vody a splavenin. Záchytné průlehy a příkopy slouží k omezení příliš velké nepřerušené délky povrchového odtoku po pozemku a k ochraně pozemků a zastavěného území před přítokem vnějších vod, zejména z orné půdy a lesů, svodné pak pro zajištění neškodného odvedení odtoku do recipientů. Dále jsou známy protierozní meze s volně rostoucí zelení a protierozní hrázky, které se budují na pozemcích ve směru vrstevnic a na úpatí svahů zemědělských pozemků. Protierozní hrázky se s výhodou budují tam, kde v důsledku malého sklonu by docházelo k zanášení příkopů a průlehů. Protierozními zábranami jsou také přirozené nebo upravené dráhy soustředěného povrchového odtoku zpevněné vegetačním krytem, nejlépe zatravněním. Je známo také terasování pozemků, které pro velký sklon a členitost by nebylo možno současnými formami zemědělské výroby jinak efektivně využívat. Terasování na svažitých pozemcích slouží ke zmenšení jejich velkého sklonu terénními stupni, k rozdělení svahu na úseky, aby povrchový odtok nedosáhl nebezpečného erozního účinku a ke zlepšení možnosti využití mechanizace. Také jsou známy protierozní nádrže k akumulaci, retenci, retardaci a infiltraci povrchového odtoku a k usazování splavenin. Tyto nádrže mohou být navrhovány jako suché ochranné protierozní nádrže, které slouží ke krátkodobému zachycení povrchového odtoku a k zachycení splavenin nebo jako stálé s vodním obsahem a vymezeným sedimentačním a retenčním prostorem.

Společnou nevýhodou těchto protierozních zábran je, že jsou poměrně velmi materiálně, finančně i časově náročné, vyžadují rozsáhlé zemní práce, neboť vyžadují poměrně hluboké výkopy, velké přesuny půdních hmot ve složitých krajinných podmínkách. Vyžadují velký zábor zeminy a nutnost její dovážky z odlehlých míst. Nevýhodou je také velká potřeba pracovních sil. Dále je nevýhodou, že jsou náročné na údržbu a obnovování. Nevýhodou teras je, že jsou vždy značným zásahem do geologie, geomorfologie, pedologie i biologie krajiny a mohou narušit přirozené ekologické mechanismy, jejichž rozsah lze i dnes těžko předvídat. Rovněž jsou problematické protierozní nádrže, neboť jednou ze základních podmínek pro návrh a realizaci nádrží jsou také vhodné geomorfologické a geologické podmínky.

-1 CZ 26707 Ul

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje protierozní zábrana k omezení nežádoucích pohybů přírodních hmot vlivem erozního smyvu a transportu splavenin na svažitých terénech, sestávající z nejméně jednoho liniového protierozního prvku, vytvořeného v ohrožené oblasti, zvoleného ze skupiny záchytný průleh, svodný průleh, záchytný příkop, svodný příkop, hrázka nebo jejich kombinace, podle technického řešeni, jehož podstata spočívá v tom, že nad mělce vykopaným záchytným příkopem a/nebo svodným příkopem nebo záchytným průlehem a/nebo svodným průlehem je podélně uspořádán alespoň jeden hlavní vak válcového tvaru, zpravidla velkoobjemový, naplněný plnicí směsí, uložený do terénního záseku a překrytý geotextilií, na kterou je uložen zásyp zeminou se zatravněním, vytvářející ochrannou protierozní záchytnou hrázku. Podstatou je také to, že krajní hlavní vak, naplněný plnicí směsí, je podélně podepřen nejméně jedním opěrným hadicovým vakem. Mezery mezi vaky jsou vyplněny plnicí směsí. Další podstatou je, že do záchytného příkopu a/nebo do svodného příkopu nebo záchytného průlehu a/nebo svodného průlehu jsou uloženy příčně vedle sebe nejméně dva naplněné matracové vaky, vytvářející souvislou plochu jak na jejich dně, tak na obou jejich bocích. Dále podstatou je, na svažitých terénech s větším úklonem, kde liniovými protierozními prvky, vytvořenými v ohrožené oblasti, jsou zemní terasy, že zemní terasa je tvořena trojicí hlavních nebo hadicových vaků válcového tvaru nebo jejich kombinacemi. Vaky jsou naplněny plnicí směsí a uloženy do horizontálně vedeného zářezu a dále překryty geotextilií, na kterou je uložen zásyp ze zeminy. Mezera mezi vaky a terénním zásekem je vyplněna plnicí směsí. Naplněné vaky, nebo jejich kombinace, mohou být postupně kladeny na každou další plochu vytvořenou dříve instalovanými vaky. Vaky jsou plněny plnicí směsí prostřednictvím potrubní dopravy. Na vzdálenějších místech také prostřednictvím doprovodné komunikace. Optimálním návrhem prostorového rozmístění liniových protierozních prvků protierozní zábrany dochází ke snížení hodnoty faktoru délky svahu a k rozčlenění pozemků.

Výhodou protierozních zábran, podle technického řešení, je poměrně velké zrychlení výstavby, možnost instalace v obtížné přístupném terénu a poměrně jednoduchá příprava místa realizace při minimální potřebě pracovních sil. Další výhodou je nízká pořizovací cena stavby. Výhodou je také využití vytěžené zeminy pocházející z budování průlehů, příkopů a zemních teras k překrývání vaků. Také je výhodou možnost zvýšení stabilizace výrazné dráhy soustředěného povrchového odtoku vod. Dále je výhodou poměrně velká pevnost a stabilita celé stavby, což prodlužuje její trvanlivost. Podstatnou výhodou je ekologická nezávadnost a z estetického hlediska splynutí protierozní zábrany s přírodou.

Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení je blíže osvětleno na přiložených výkresech, kde je schematicky na obr. 1 příčný řez protierozní zábranou v nárysu, tvořenou záchytným průlehem s hrázkou, na obr. 2 v axonometrickém provedení řez protierozní zábranou se záchytným příkopem bez záboru půdy, na obr. 3 řez svodným průlehem s hrázkou, na obr. 4 zpevnění svodného příkopu vakovou matrací a na obr. 5 schéma uspořádání zemních teras, zpevněnými vaky.

Příklad provedení technického řešení

Dle příkladného provedení, podle obr. 1, protierozní zábrana je tvořena mělce vykopaným záchytným průlehem Ul, nad kterým je podélně uspořádán jeden velkoobjemový hlavní vak 2 válcového tvaru, naplněný plnicí směsí 3, který je podélně podepřen z vnější strany zábrany opěrným hadicovým vakem 6, rovněž naplněným plnicí směsí 3. Mezery mezi vaky 2 a 6 jsou také vyplněny plnicí směsí 3. Vaky 2, 6 jsou spojeny plochým třmenem a, překryty geotextilií 7, na kterou je uložen zásyp zeminou 8 se zatravněním, vytvářející protierozní hrázku. Při výstavbě protierozní zábrany se nejprve odhrne omice, poté se provede zásek X do terénu v původním profilu pro uložení vaků 2, 6, které se následně rozvinou a naplní plnicí směsí 3 po celé rozvinuté

-2CZ 26707 Ul délce a překryjí geotextilií 7. Podél položených vaků 2, 6 se provede vyhloubení záchytného průlehu 1T, přičemž se vaky 2, 6 překryté geotextilií 7 zasypou zeminou 8 z vyhloubení záchytného průlehu li a zatravní vhodnou travní směsí. Vaky 2, 6 jsou plněny výplňovou hmotou 3 prostřednictvím potrubní dopravy.

Dle příkladného provedení, podle obr. 2, protierozní zábrana je tvořena záchytným příkopem 9, nad kterým je podélně uspořádána trojice plnicí směsí 3 naplněných opěrných hadicových vaků 6, &, 62, jejíž příčný profil je lichoběžníkového tvaru, vytvořený jejími vhodně zvolenými rozměry. Mezery mezi vaky 6, G, 62 jsou vyplněny plnicí směsí 3. Vaky 6, &, 62 jsou spojeny křížovým třmenem b, překryty geotextilií 7, na kterou je uložen zásyp zeminou 8 se zatravněním. Zásyp vaků 6, &, 62 překrytých geotextilií 7 je proveden zeminou z výkopu záchytného příkopu 9. Při budování protierozní zábrany se nejprve vyhloubí zásek X do terénu a postupuje se obdobně jako u přecházejícího příkladného provedení.

Dle příkladného provedení, podle obr. 3, je protierozní zábrana tvořena svodným průlehem 12, nad kterým je uspořádána dvojice velkoobjemových hlavních hadicových vaků 2, 2/ a dvojice opěrných hadicových vaků 6, & naplněných plnicí směsí 3, na kterých je uspořádána dále trojice hadicových vaků 6, &, 62 naplněná plnicí směsí 3 po celé délce jejich lichoběžníkového příčného profilu. Mezery mezi vaky 2, 2/, 6, &, 62 jsou také vyplněny plnicí směsí 3. Dvojice velkoobjemové vaků 2, 2/ a dvojice opěrných hadicových vaků 6, & i trojice hadicových vaků 6, &, 62 jsou překryty geotextilií 7, ohumusovány zeminou 8 a zatravněny. Další postup výstavby protierozní zábrany je stejný jako v předchozích provedeních.

Dle příkladného provedení, podle obr. 4, je protierozní zábrana tvořena svodným příkopem 10, ve kterém jsou na dno uloženy příčné matracové vaky 5, 5/ a 52, vytvářející souvislou plochu jak na dně 9.1 svodného příkopu 10, tak na jeho obou bocích 9.2. Matracové vaky 5, 5j a 5, jsou vyplněny plnicí směsí 3.

Dle příkladného provedení na obr. 5, jsou protierozní zábranou zemní terasy, vytvořené na svazích s větším sklonem, u kterých jsou pro jejich výstavbu využity trojice hadicových vaků 6, &, 62 naplněných plnicí směsí 3 a uložených v horizontálně vedeném záseku X, které jsou překryty geotextilií, na kterou je uložen zásyp zeminou 8. Mezera mezi vaky 6, ď, 62 a terénním zásekem X je vyplněna plnicí směsí 3. Zeminou 8 z vykopání záseku X je rovněž vyrovnána plocha Y mezi dvěma po sobě následujícími protierozními terasami.

Těmito optimálními řešeními prostorového rozmístění liniových prvků protierozní zábrany dochází ke snížení hodnoty faktoru délky svahu L a rozčlenění pozemků, což vede v konečném důsledku k zamezení nežádoucího pohybu zemědělské půdy na svažitých terénech. Protierozní zábrana umožňuje obdělávání pozemků a způsob hospodaření zemědělských subjektů. Do pásů vymezených protierozní zábranou na takto rozčleněných svazích se může vysázet doprovodná dřevinná zeleň. Dimenzování liniových protierozní ch prvků se provádí na základě hydrotechnických a hydraulických výpočtů. Při navrhování příčného profilu a skloňuje nutno zajistit neškodné odvedení návrhových kulminačních průtoků s pravděpodobností výskytu N = 10 let, nebo individuálně podle stupně ochrany zájmového území.

Průmyslová využitelnost

Protierozní zábrany podle technického řešení lze využít pro předcházení a omezování škod vzniklých v důsledku přírodních katastrof, zejména proti erozi a sesuvům zemědělské půdy na svažitých terénech při přívalových deštích, k ochraně pozemků a obydlí před přítokem vněj ších vod, zejména z orné půdy a lesů, nebo při jarním tání. Dále lze tyto zábrany využít pro zachycení vnitřních vod, zejména k omezení příliš velké nepřerušené délky povrchového odtoku po pozemku a pro zajištění neškodného odtoku do recipientů.

Claims (4)

1. Protierozní zábrana k omezení nežádoucích pohybů přírodních hmot vlivem erozního smyvu a transportu splavenin na svažitých terénech, sestávající z nejméně jednoho liniového protierozního prvku, vytvořeného v ohrožené oblasti, zvoleného ze skupiny záchytný průleh, svodný průleh, záchytný příkop, svodný příkop, hrázka nebo jejich kombinace, vyznačující se tím, že nad mělce vykopaným záchytným příkopem (9) a/nebo svodným příkopem (10) nebo záchytným průlehem (11) a/nebo svodným průlehem (12) je podélně uspořádán alespoň jeden hlavní vak (2) válcového tvaru, naplněný plnicí směsí (3), uložený do terénního záseku (X) a překrytý geotextilií (7), na kterou je uložen zásyp zeminou (8) se zatravněním, vytvářející ochrannou protierozní záchytnou hrázku.

2. Protierozní zábrana podle nároku 1, vyznačující se tím, že krajní hlavní vak (2), naplněný plnicí směsí (3), je podélně podepřen nejméně jedním opěrným hadicovým vakem (6), přičemž mezera mezi vaky (2) a (6) je vyplněná plnicí směsí (3).

3. Protierozní zábrana k omezení nežádoucích pohybů přírodních hmot vlivem erozního smyvu a transportu splavenin na svažitých terénech, sestávající z nejméně jednoho liniového protierozního prvku, vytvořeného v ohrožené oblasti, zvoleného ze skupiny záchytný průleh, svodný průleh, záchytný příkop, svodný příkop, hrázka nebo jejich kombinace, vyznačující se tím, že do záchytného příkopu (9) a/nebo do svodného příkopu (10) nebo záchytného průlehu (11) a/nebo svodného průlehu (12) jsou uloženy příčně vedle sebe nejméně dva naplněné matracové vaky (5, 5'), vytvářející souvislou plochu jak na jejich dně (9.1), tak na obou jejich bocích (9.2).

4. Protierozní zábrana k omezení nežádoucích pohybů přírodních hmot vlivem erozního smyvu a transportu splavenin na svažitých terénech s větším úklonem, sestávající ze zemní terasy, vyznačující se tím, že zemní terasa je tvořena trojicí hlavních vaků (2), (2'), (2) nebo opěrných hadicových vaků (6), (6'), (6) nebo jejich kombinacemi, naplněných plnicí směsí (3), uložených do horizontálně vedeného zářezu (X) a překrytých geotextilií (7), na kterou je uložen zásyp ze zeminy (8), přičemž mezera mezi vaky (6), (6¹), (6) a terénním zásekem (X) je vyplněna plnicí směsí (3).