DE2835134A1 - Einrichtung zum be- und entwaessern von erdreich sowie deren verwendung - Google Patents
Einrichtung zum be- und entwaessern von erdreich sowie deren verwendungInfo
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Description
Einrichtung zum Be- und Entwässern von Erdreich sowie deren Verwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Be- und Entwässern von Erdreich, insbesondere von Wüste und Trokkengebiete
zum Regulieren des Pflanzen- und Baumwuchses in diesem Gebiet, mit einem Rohrsystem, das sich parallel zueinander
erstreckende und ineinander gesteckte Rohre aufweist, welche sich längs einer Mantellinie berühren und miteinander
verbunden sind sowie deren Verwendung.
Es sind Einrichtungen zum Be- und Entwässern von Erdreich bekannt geworden, welche mit einer wasserundurchlässigen Auskleidung
einer das zu behandelnde Gebiet festlegenden Wanne arbeiten. Ein engmaschiges Röhrensystem durchzieht dieses
Gebiet. Die bekannten Einrichtungen sind teuer, da sie grosse Aushubarbeiten zum Einbringen der Wannenauskleidung bedingen
(US-PS 3 461 675).
Es ist ferner eine Bewässerungsanlage bekannt, welche mit zwei ineinander angeordneten Kanälen arbeitet. Die Kanalwände
sind nicht formsteif, was es ermöglicht, diese Doppelkanalwandungen flach zu pressen, um sie aufrollen zu können. Dies
stellt für Transport und Aufstellen der Anlage einen grossen Vorteil bezüglich Platzbedarf und Handhabung dar. Diese Ausführung
ist aber nur für eine Druckbewässerung mit relativ kleinem Raum zwischen den aufgeblasenen Kanälen möglich, da
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nur der innere Kanal unter höherem Druck steht, nicht dagegen der äussere. Wegen fehlender Formsteifheit, der Ausbildung
des Innenrohres und dessen Lage sind solche Doppelrohre für Entwässerungen nicht verwendbar; dazu gehört ein formsteifes
Gebilde mit entsprechend grossen Durchgängen, auch im Innenmantel
(US-PS 3 698 195).
Aehnlich, wenn auch nicht mit abflachbaren Kanälen, aber auch mit Druckbewässerung arbeitet die US-PS 3 672 571. Diese Ausführung
ist für eine Entwässerung des Bodens nicht verwendbar.
Eine weitere Bewässerungsanlage ist auf der Anspeisung des Druckwassers aufgebaut, welches in Parallelsträngen zu Verteilrohren
geführt wird, die ihrerseits in Aussenrohren stekken. Auch hier sticht der Gedanke hervor, durch eine Druckbewässerung
die gewünschte und erhoffte gleichmässige Bewässerung, bedingt durch überall gleiche Ausflussgeschwindigkeit,
sicherzustellen. Durch diese Wahl der Druckbewässerung besteht aber auch hier keine Möglichkeit der Drainage oder Entwässerung.
Dazu sind, u.a., auch schon die Durchflussquerschnitte zu klein.
Die Aufgabe, welcher der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegt, besteht in der Schaffung eines grundsätzlich bekannten
Be- und Entwässerungssystems, basierend auf einer örtlichen Sumpfbildung beim drucklosen Bewässern infolge Eigengewichtfliessens
des Wassers und der Entwässerung durch einen umgekehrten Rückfluss, jedoch mit wesentlich geringeren Erdbewe-.
gungen beim Einbau des Systems und einfacheren Verlegens. Dieses System soll ferner einfacher zugänglich sein und ein
sog. Recycling ermöglichen, zumindest ein intermittierendes.
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Diese Aufgabe löst die erfindungsgemässe Einrichtung, die
dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest das innere Rohr im wesentlichen formsteif ausgebildet ist und dass die beiden
Rohre im Bereich der Zenith-Mantellinie miteinander verbunden sind und dass beide Rohre Wanddurchtritte aufweisen,
welche ein auf Naturumlauf basierendes Be- und Entwässern ermöglichen.
Eine derartige Einrichtung kann in Wasserreinigungsanlagen Verwendung
finden.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird anschliessend
anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Doppelrohr in nicht deformiertem
Zustand,
Fig. 2 einen Querschnitt analog Fig. 1 eines im Erdreich eingebauten, deformierten Doppelrohres,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Ausschnittes aus einem Doppelrohr nach Fig. 1 bzw. Fig. 2, mit den Rohranschlussenden,
Fig. 4 einen Ausschnitt aus behandeltem Erdreich mit einem Querschnitt durch ein Doppelrohr.
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Fig. 1 zeigt ein Doppelrohr 1 im Querschnitt. Dieses besteht
aus einem kleindurchmessrigen Innenrohr 3, z.B. 80 nun Durchmesser
und einem wesentlich grösseren Aussenrohr 4, z.B. 150 mm Durchmessser. Die beiden Rohre 3 und 4 sind, vorzugsweise
in Einbaulage im Zenith, miteinander an Verbindungsstellen 6 verbunden. Diese Verbindung kann als achsparallele Schweissnaht
ausgeführt sein, wozu vorzugsweise das Aussenrohr 4 entsprechende Ausnehmungen aufweisen würde. Soll die Schweissnaht
auf der ganzen Rohrlänge ausgeführt werden, so ist' das Rohr
4 durchgehend zu schlitzen.
Es ist indessen auch möglich, durch Ausbildung entsprechender
T- und LJ "Schienen im Innern des Aussenrohres 4 bzw. der
Aussenseite des Innenrohres 3 eine mühelos erstell- und lösbare Schiebeverbindung vorzusehen. Die normalen Rohrlängen
liegen um 6m. Es können aber, insbesondere bei Verwendung
von Kunststoffrohren, extrudierte Rohre von wesentlich
grösseren Längen verwendet werden. Diese Rohre sind in dem
^■.Sinne formsteif, als sie keinen innern Ueberdruck benötigen,
um ihre vollen Strömungs-Querschnitte zu bewahren.
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Das Innenrohr 3 ist mit seitlichen, z.B. kreisrunden Oeffnungen 8 von vorzugsweise 5 mm Durchmesser versehen, die unterhalb
der horizontalen Hauptebene beidseits die Rohrwand 9 des Innenrohres 3 durchsetzen. Zwecks Stabilisierung dieses
Rohres, besonders wenn es aus Kunststoff besteht, sind Verstärkungsbrücken 11 oder auch nur einfache, durchlaufende
Seitenrippen 12 und 13 vorgesehen. In der unteren Hälfte des horizontal verlegten Innenrohres 3 bildet sich ein
Flüssigkeitssumpf 15, dessen maximaler Spiegel 16 bei Ueberflutung, insbesondere beim Entwässern, auftreten kann. Der
Minimalspiegel 17 stellt sich in Gleichgewichtslagen ein. Im Normalfall steigt indessen der Spiegel des Sumpfes 15
auch bei Entwässerung nicht über die Linie 18.
Das Aussenrohr 4 mit der Rohrwand 20 ist mit seitlichen Querschlitzen 22 (in nicht deformiertem Rohrzustand) versehen,
welche bei deformiertem Rohr 4 mit 23 bezeichnet sind. Auch im Aussenrohr 4 bildet sich ein Sumpf 25 und
über diesem eine Luftkammer 26, durch welche eine Bewässerungs-Flüssigkeit, z.B. mit Nährstoffen angereichertes Wasser,
aus den Oeffnungen 8 austretend, durchfällt, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist. Der bei Bewässerung auftretende
Maximalspiegel kann die Höhe 27 nicht überschreiten.
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Di· Verbindung sich folgender Rohre 3 und 4 erfolgt bekannterweis· mittels Flanschen 29 und 30.
In Fig. 3 ist ersichtlich, wie ein derartiges Doppelrohr 1
verlegt 1st. Vorerst wird ein Graben 35 von ungefähr 30 cm Tief« und 20 ein Breite erstellt. Der Grabengrund 42 und
die eine Seitenwand 43 sind auch in Fig. 1 ersichtlich. Nach dem Einlegen des Doppelrohres 1 wird der Graben 35
teilweise (ca. auf die halbe Tiefe, d.h. 15 cm) mit Sand 36 angefüllt. Beim Einlegen des Doppelrohres 1 deformiert
sich das Aussenrohr 4 im dargestellten Beispiel entsprechend dem Material und der Stärke der Wand 20 aus seinem Querschnitt gemäss der gestrichelten Lage in die ausgezogene,
abgeplattete Form. (Fig. 1 und 2) Hierauf wird über den Sand
36 ausgewähltes Erdreich 37 aufgebracht, dessen Zusammensetzung der zu ziehenden Pflanze 39 entspricht. Normalerweise
wird ein Beet aus Humus 38 erstellt, in welchem die Pflanzen
39 Wurzeln 40 schlagen. Die Rohre befinden sich unterhalb
jeglicher Wurzelbildung'angesähten Gutes.
In Trockengebieten und Wüsten oder unter spezifischen Umständen wird der Graben 35 vollständig mit Sand 36 angefüllt. .
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Die Stränge von Doppelrohren 1 werden normalerweise parallel zueinander in Abständen von ungefähr 1 m bis 4 m und mehr
verlegt. Die Tiefe liegt normalerweise im Bereich von 15 cm. Es wird hier bewusst darauf verzichtet bei
homogenem oder geschichtetem Erdreich und geraden stabförmigen Quellen, dargestellt durch die Rohre, die Feuchtigkeitsfelder
zu bestimmen und insbesondere deren Werte an der Erdoberfläche festzulegen.
Grundsätzlich ist einleuchtend, dass die Oberflächenfeuchtigkeit umso gleichmässiger ist, je tiefer und/oder zahlreicher
die Rohre liegen. Es handelt sich hier um an und für sich bekannte Diffusionsvorgänge. Die Oeffnungen 8 in der
Wand 9 folgen sich in Abständen von z.B. 40 mm, während die Schlitze 22 bzw. 23 bei einer Länge von ca. 40 mm und
einer Breite von z.B. 2 mm sich in Abständen von z.B. 10 mm folgen.
Es kann sich als vorteilhaft erweisen, die Doppelrohre 1 in geringere Tiefen zu verlegen, z.B. in 22,5 cm Gräben oder
in 15 cm Tiefe im Humus, gegebenenfalls sogar unmittelbar auf dem Humus bzw. dem Erdreich. Alle diese Dimensionen
sind von den örtlichen Gegebenheiten, dem Klima, der zu pflegenden Pflanze, den zur Verfügung stehenden Flüssigkeitsmengen,
der Art der Flüssigkeit, z.B. Süss- oder Salzwasser, abhängig. Es können daher keine generell gültigen
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Werte verbindlich sein.
Es ist aber auch möglich, ein derartiges Doppelrohr in einem trogähnlichen Behältnis anzuordnen und das Behältnis
mit Humus zu füllen. Eine derartige Einrichtung kann in Haus und Garten Verwendung finden, insbesondere auch in
Treibhäusern.
Was die Verbindung der beiden Rohre 3 und 4 miteinander betrifft, so kann unter Berücksichtigung der Biegesteifigkeit
der Rohre, das Innenrohr 3 im Verbindungsflansch 30 des Aussenrohres 4, d.h. in einer entsprechenden Ausnehmung
(80 mm fi ) dieses Flansches 30 gelagert werden, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist.
Die parallel zueinander angeordneten Innenrohre 3 sind normalerweise
mittels einer Sammelleitung miteinander verbunden. In diese mündet einerseits zur Bewässerung ein Druckwassernetz;
anderseits ist diese Sammelleitung an eine Saugeinrichtung, z.B. den Saugstutzen einer Pumpe, angeschlossen,
um beim Entwässern entsprechende Wassermengen wegzuführen.
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Durch die Bildung einer Luftkanuner 26 im Aussenrohr wird eine
Entlüftung der Flüssigkeit in jedem Falle sichergestellt und ein Blockieren des Flüssigkeitsflusses in dieser
oder jener Richtung durch Luftblasen verhütet.
Derartig einfache Einrichtungen sind in allen bekannten Bodenarten erfolgreich, vom Wüstenboden zum schweren
Kreidegrund und bei allen Wetterbedingungen. Dieses System arbeitet auch ohne äusseren Antrieb - nur durch die Schwerkraft
und die Kapillarkräfte bedingt. Es bedarf insbesondere
keiner spezieller Filterbette, z.B. aus Kies, welche sonst insbesondere zum Entwässern benötigt werden.
Anstelle von Kunststoff- oder Metallrohren können auch bituminierte Rohre verwendet werden.
Beim Bewässern gelangt die Bewässerungsflüssigkeit vom Verteilrohr
(nicht dargestellt) in die Innenrohre 3, Sobald in diesen der Flüssigkeitsspiegel 17 erreicht und damit der
Sumpf 15 gebildet ist, ergiesst sich die Flüssigkeit durch die seitlichen Oeffnungen 8 und fällt in das Aussenrohr 4, wo
sie den Sumpf 25 bildet. Wenn der Spiegel bis auf die Höhe der Schlitze 23 angestiegen ist,, fliesst die nachströmende
Flüssigkeit aus den Schlitzen 23 in den diese umgebenden
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Sand. Dessen Kapillarwirkung bringt die Flüssigkeit nach oben und bewässert auf diese Weise die ebenfalls saugfähige Schicht
der Deckschicht, z.B. der Humusschicht 38. Wenn das benachbarte Erdreich nicht saugfähig ist, z.B. bedingt durch das
Material, wie Lehm ο. dgl., bzw. durch eine Behandlung, z.B. dichtstampfen, so bedarf es keiner besonderen Dichtungseinlage, z.B. einer Kunststoff-Auskleidefolie. Andernfalls
ist es vorteilhaft, das Erdreich im Trennbereich zwischen Grabenwänden und Oberschicht, z.B. der Humusschicht 38, von
den beiden letzteren ganz oder in gewissen Gebieten, z.B. nur dem Graben 35, durch undurchlässige Folien, insbesondere
Kunststofffolien, zu trennen.
Durch Bildung der Luftkammer 26, welche über den Oeffnungen 8 dicht ist, wird ein freies Zirkulieren der Flüssigkeit sowohl
beim Be- als auch beim Entwässern sichergestellt. Ein Auffüllen des äusseren Rohres 4 mit Schlamm bzw. Erdreich
ist dadurch verunmöglicht. Die Einrichtung kann nicht verstopfen. Diese Konstruktion erlaubt grundsätzlich auch eine
Druckbewässerung, was insbesondere bei grossen Gebieten angezeigt sein kann. Eine wohl gleichmässigste Be- und Ent-■
wässe^ng lässt sich bei diesem einfachen System mit Hilfe
des Eigengewichtes der Flüssigkeit und der hebenden Kapil— larkräfte erreichen.
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Das äussere Rohr 4 ist bezüglich Material und Dimensionierung so zu wählen, dass es nicht vollständig gequetscht werden
kann. Die Schlitze 23 liegen um ca. 120 auf dem Rohrumfang versetzt. Es kann sich dann auch das innere Rohr 3 nicht deformieren,
was die Flüssigkeitszirkulation sicherstellt.
Die Tiefe des Grabens 35 soll normalerweise 30 cm nicht unterschreiten. Dessen Füllen geschieht nach dem Einlegen
des Doppelrohres 1 mit Sand oder sandiger Erde, bzw. handgeformtem Material. Die Tiefe von 30 cm scheint für Grasflächen
optimal zu sein.
Ein derartiges Rohrsystem kann als in sich geschlossenes System ausgebildet werden. Eine Speisung kann sogar mit
Salzwasser erfolgen. Die Entsalzung kann dabei in Wüstengebieten durch Kapillardepression und Verdampfung erfolgen.
Bedingt durch die Tageshitze in der Wüste wird der Druck in der Luftkammer 26 erhöht, so dass die Flüssigkeitsverteilung
"unter Druck" erfolgt.
Es kann auch eine Zuspeisung von Warmwasser durch das Innenrohrsystem
vorgesehen werden.
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Im zusanvmenhängenden Umwälzsystem kann eine spezielle Boosterpumpe
Verwendung finden.
Die erläuterten Einrichtungen können für den Pflanzenwuchs auf Sportplätzen/ Gartenanlagen (öffentlich oder privat)/
Verschmutzungskontrolle der Umwelt, Agrikulturen für irgendwelche Pflanzen, Sträucher, Bäume, inkl. Wurzelgewächse
usw. Verwendung finden.
Die beschriebene Einrichtung kann auch zum Reinigen von Abwassern benützt werden, gegebenenfalls sogar für eine
Trinkwasserverwendung. Bei Verwendung von Abwassern können diese gegebenenfalls sogar düngend wirken. Diese
Art der Düngung ergibt eine Gleichmässigkeit der Verteilung der Nährmittel im Erdreich, wie sie sonst nur bei Regen
erreicht wird. Solche Einrichtungen können auch als Regensammler konzipiert sein. ·
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Claims (1)
- Cellsysteiti AGPatentansprücheΓΙ) Einrichtung zum Be- und Entwässern von Erdreich, insbesondere von Wüste und Trockengebieten zum Regulieren des Pflanzen- und Baumwuchses in diesem Gebiet, mit einem Rohrsystem, das sich parallel zueinander erstreckende und ineinander gesteckte Rohre aufweist, welche sich längs einer Mantellinie berühren und miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das innere Rohr (3) im wesentlichen formsteif ausgebildet ist und dass die beiden Rohre (3, 4) im Bereich der Zenith-Mantellinie (6) miteinander verbunden sind und dass beide Rohre (3, 4) Wanddurchtritte (8, 22) aufweisen, welche ein auf Naturumlauf basierendes Be- und Entwässern ermöglichen.2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrdurchmesser der ineinander gesteckten Rohre (3, 4) sehr unterschiedlich sind, z.B. im Verhältnis 1 : I,5t2,5.3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Wanddurchtritte (8) des Innenrohres (3) etwa gleich der Summe der Wanddurchtritte (22) des Aussenrohres (4) ist.4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oeffnungen (8) im inneren Rohr (3) in der unteren Mantelhälfte angeordnet und vorzugsweise rund sind.7. August 1978/rb9Q9809/0853INSPECTED5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oeffnungen (22) im äusseren Rohr (4) in der unteren Mantelhälfte angeordnet und vorzugsweise schlitzförmig sind.6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oeffnungen in Querschnittsebenen des Rohres liegen und auf dem Umfang,z.B. um 120 ,versetzt sind.7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oeffnungen bezüglich der Hauptlängsebene durch den Zenith symmetrisch angeordnet sind.8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelrohr in einem Graben liegt und diesen seitlich berührt.9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Grabenbreite ungefähr 30% grosser ist als der Aussendurchmesser des undeformierten Aussenrohres.10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Graben mindestens an den Seitenwänden mit einer wasserundurchlässigen Folie ausgekleidet ist.Ho Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Graben mit Sand oder Sand enthaltendem Material zwecks Bildung von Kapillaren mindestens teilweise gefüllt ist.12. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelrohr unter der die Pflanzenwurzeln aufnehmenden. Schicht, in dieser selbst, z.B. unmittelbar unter deren Oberfläche, oder neben der Schicht angeordnet ist.909809/085313. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussenrohr unter dem Eigengewicht der Rohrkombination (3, 4) im Querschnitt deformiert ist.14. Verwendung der Einrichtung nach Anspruch 1 als Wasserreinigungsanlage .15. Verwendung nach Anspruch 14-als Trinkwasser-Reinigungsanlage.909809/0853
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