-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Bodenbewässerungssysteme
und insbesondere ein neues Kapillarteppich-Bewässerugssystem sowie das Verfahren
für seine
Herstellung.
-
2. Beschreibung des Stands der Technik
-
Bodenbewässerungssysteme,
bei denen Pflanzen in Töpfen
auf Kappilarteppichen gestellt werden, die Wasser durch Kapillarwirkung
von unten in einen durchlässigen
Topf liefern, sind gemäß dem Stand
der Technik wohlbekannt.
-
Ein
wesentlicher Vorteil des Bodenbewässerungssystems ist es, dass
keine weiteren Geräte
erforderlich sind, die über
die den Gärtnern,
die in der Regel Deckensprinkler-Bewässerungssysteme einsetzen,
bereits zur Verfügung
stehenden Systemen hinausgehen.
-
Die
Sprinkler werden eingesetzt, um die Pflanzen zu bewässern, wobei
das zwischen den Töpfen
fallende Wasser vom Kappilarteppich aufgenommen wird. Danach liefert
der mit Wasser gesättigte
Kapillarteppich Wasser durch Kappilarwirkung auf Anforderung von
den Wurzeln und dem wasserdurchlässigen
Bodenteil des Topfes, der auf dem Kappilarteppich steht. Die Bodenbewässerung
ermöglicht
die Bereitstellung des Wassers auf Anforderung entsprechend dem
Bedarf jeder Pflanze, da das Wasser unter Kapillarwirkung von den
Wurzeln und dem wasserdurchlässigen
Topfboden, der auf dem gesättigten
Kapillarteppich steht, heraufgezogen wird.
-
Die
Bodenbewässerung
auf Kapillarteppichen ist somit eine wirksame Alternative, mit welcher die
Ziele eines geschlossenen Systems verwirklicht werden können, nämlich die
Eliminierung von Ablaufwasser und damit zusammenhängenden
Umweltrisiken, sowie die effiziente Verwendung von Wasser und Düngemitteln
verglichen mit herkömmlichen Systemen.
Die Bodenbewässerung
auf Kapillarteppichen erfordert allgemein, dass die Kapillarteppiche gesättigt oder
fast gesättigt
gehalten werden, um den Pflanzen einen konstanten Wasservorrat anzubieten. Das
Wasser bewegt sich durch Kapillaraufstieg vom gesättigten
Teppich zu den Töpfen,
zum Erdsubstrat und zu den Wurzeln.
-
Wegen
mehrerer Nachteile wurde der Einsatz von Kapillarteppichen jedoch
herkömmlich
auf Treibhausanwendungen beschränkt.
Beispielsweise verdunstet das im Teppich enthaltene Wasser häufig von
der Oberfläche,
wodurch sich ein Nettoverlust zusätzlich zu einem Beitrag zur
Anreicherung von Salzen, Nährstoffen
usw. auf der Oberfläche
des Teppichs selbst ergibt. In feuchten Treibhäusern, wo eine hohe Luftfeuchtigkeit
vorhanden ist und die Luft sich nicht bewegt, ist die Verdunstung
jedoch kein wesentliches Problem, im Gegensatz zu den Feldbedingungen.
In einem offenen Feld wachsen Algen und Unkraut schnell in der exponierten
Oberfläche
des Kapillarteppichs. In einem offenen Feld führen die niedrige Luftfeuchtigkeit,
die solare Wärmestrahlung und
starke Luftbewegungen außerdem
zu hohen Verdunstungsverlusten. In Pflanzenschulen haben folglich
diese Nachteile das Interesse an Bodenbewässerungspraktiken für den Einsatz
im Freien eingeschränkt.
Obwohl die Bodenbewässerung
den Ablauf in die Umgebung unterbinden kann, ist wegen der hohen
Verdunstungsverluste das Nettoergebnis eine Beeinträchtigung
der Wassernutzungseffizienz.
-
Um
dem Problem der Oberflächenverdunstung
und der begleitenden Salzanreicherung auf dem Kapillarteppich zu
begegnen, und um das Wachstum von Algen und Unkraut im Kapillarteppich
zu begrenzen, enthalten die Systeme nach dem Stand der Technik eine
poröse
perforierte Plastikfolie auf der oberen Oberfläche des Kapillarteppichs. Die
perforierte Folie lässt
Regenwasser und Sprinklerbewässerungswasser
durch die Perforationen in den Kapillarteppich hinein fließen. Die
perforierte Folie lässt ebenfalls
Wasser aus dem Kapillarteppich heraus in den Boden der auf dem Teppich
stehenden, wasserdurchlässigen
Töpfe fließen. Dunkelfarbige
perforierte Kunststofffolien haben sich zwar als sehr wirksam erwiesen
zur Unterbindung des Algenwachstums im Kapillarteppich, aber sie
gestatten immer noch eine signifikante Verdunstung von der Oberfläche in einem
Ausmaß,
mit dem die Verdunstungsverluste die Verluste durch Recycling oder
Standardbewässerung
ohne Recycling übersteigen.
In solchen Teppichen gemäß dem Stand
der Technik befindet sich die gespeicherte Wasseroberfläche unmittelbar
unterhalb der oberen perforierten Folie, so dass der Verlust infolge
Verdunstung durch die Folie inakzeptabel hoch ist.
-
Dieses
Problem wurde im
US-Patent Nr. 6,178,691 ,
erteilt am 30. Januar 2001 an Caron et al., angesprochen. Das
US-Patent Nr. 6,178,691 offenbart
einen vierschichtigen Bewässerungsteppich, einschließlich einer
undurchlässigen
Bodenmembran und einer durchlässigen
Deckmembran, die eine starre poröse,
wasserführende
Matte umgeben, und eine darüber
liegende, komprimierbare grobe Matte. Die komprimierbare Matte ist
federnd komprimierbar unter jedem Topf, und wo sie komprimiert ist,
definiert sie durch die durchlässige
Deckmembran eine Mehrzahl lokalisierter Kapillarwirkungsleitungen
zwischen der wasserführenden
starren Matte und jedem wasserdurchlässigen Topf. Im dekomprimierten
Zustand weist die federnd komprimierbare Matte einen vernachlässigbar
kleinen Kapillaraufstieg auf und dient somit zur Unterbindung des
Wasserverlusts durch Verdunstung aus der darunterliegenden, starren
Matte. Die Poren der komprimierbaren Matte behindern die Luftzirkulation
unmittelbar oberhalb der oberen Oberfläche des in der wasserführenden
starren Matte gehaltenen Wassers. Die Luft in den Poren der komprimierbaren
Matte unmittelbar oberhalb der starren Matte weist deshalb eine
hohe Feuchtigkeit auf, und somit ist die Wasserverdunstung an der Oberfläche durch
die hohe Wasserdampfkonzentration der Luft in den komprimierbaren
Poren unterdrückt.
Die Luftzirkulation innerhalb der komprimierbaren Matte wird durch
den Eigenwiderstand der porösen
Struktur behindert. Somit wird das Entweichen von Wasserdampf von
der Wasseroberfläche
in der starren Matte durch die Perforationen der Deckmembran behindert,
so dass der Wasserverlust durch Verdunstung reduziert ist, und dies
auch bei Anwendungen im Freien.
-
Obwohl
der im oben erwähnten
Patent offenbarte Kapillarteppich eine wesentliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen
Kapillarteppichen darstellt, wurde festgestellt, dass in Installationen
auf Treibhausflächen
oder unmittelbar auf dem Erdboden in einem Feld, ein Entwässerungsabfluß und damit
ein Verlust des gespeicherten Wassers stattfindet, wodurch sich
ein Effizienzverlust des Teppichs ergibt. Es kann sich auch ein
schlechter Kapillarkontakt mit manchen sehr grobkörnigen Wachstumsmedien
ergeben, wenn kein freies Wasser (Wasser ohne Spannung) an der Oberfläche des
Teppichs in einem Frühstadium
des Kapillaraufstiegs vorhanden ist. Sobald jedoch etwas Neigung
des Terrains vorhanden ist, werden Entwässerungs-Abflussbedingungen
erzeugt, und das Bewässern
des Teppichs ergibt Wasser, das an allen Stellen jederzeit unter Spannung
ist. Der niedrigste Punkt im Feld bestimmt die Spannung. Diese Spannung
verhindert einen guten Kapillaranstieg in grobkörnigen Medien und kann Spannungen auf
die Pflanze übertragen,
was allgemein zu Ertragsverlusten für den Gärtner führt. Das im Teppich enthaltene
Wasser fließt
unter Einwirkung der Schwerkraft vom höchsten Punkt zum niedrigsten Punkt
im Feld, wodurch den Abschnitten des Teppichs am höchsten Punkt
Wasser entzogen wird. Dies bewirkt auch Saugkräfte an dem in den Töpfen an
diesen höchsten
Abschnitten des Teppichs enthaltenen Wasser, so dass ein Teil des
Wassers aus diesen Töpfen
abgezogen wird.
-
Es
ist deshalb erforderlich, einen Weg zu finden, der das Erzeugen
wesentlicher Wasserspannung vermeidet, obwohl der Teppich auf einer
geneigten tragenden Fläche
liegt. Es ist auch erforderlich, den Kapillaraufstieg in grobkörnigen Wachstumsmedien
zu verbessern.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Deshalb
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen neuen Kapillarteppich
zur Verfügung zu
stellen, der auf einer unebenen oder geneigten tragenden Fläche betrieben
werden kann.
-
Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen neuen Kapillarteppich
zur Verfügung zu
stellen, der dafür
eingerichtet ist, mit grobkörnigen Wachstumsmedien
effizient betrieben werden zu können.
-
Es
ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues
Verfahren zur Herstellung eines Kapillarteppichs zur Verfügung zu
stellen.
-
Deshalb
wird gemäß einem
allgemeinen Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Kapillarteppich zur
Verfügung
gestellt, der folgendes umfasst:
eine wasserundurchlässige Bodenmembran;
eine
wasserdurchlässige
Deckmembran; und
eine Lage aufgeteilter Kapillarmatteneinheiten,
angeordnet zwischen der Bodenmembran und der Deckmembran, wobei
jede Kapillarmatteneinheit Wasser vom Bewässerungsmittel aufnehmen kann
und eine Mehrzahl Kapillarwirkungsleitungen zwischen der Bodenmembran
und jedem wasserdurchlässigen Topf
durch die wasserdurchlässige
Deckmembran definiert, wobei die Kapillarmatteneinheiten hydraulisch
voneinander isoliert sind, um den Wasserfluss von einer Einheit
zu einer anderen Einheit zu unterbinden.
-
Gemäß einem
weiteren allgemeinen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein
Verfahren zur Herstellung eines Kapillarteppichs zur Verfügung gestellt,
das die folgenden Schritte umfasst: Erstellen eines Gewebes aus
wasserundurchlässigem
Material, Erstellen eines Gewebes aus Kapillarmattenmaterial auf
dem genanntem Gewebe aus wasserundurchlässigem Material, Schneiden
des genannten Gewebes aus Kapillarmattenmaterial an in Längsrichtung
aufgeteilten Stellen, um eine Reihe von Kapillarmatteneinheiten
zu bilden, hydraulische Isolierung dieser Kapillarteppicheinheiten
voneinander durch Bildung einer Reihe von Falten in diesem Gewebe
aus wasserundurchlässigem
Material zwischen benachbarten Kapillarmatteneinheiten, und Abdecken
einer oberen Fläche
des Gewebes aus Kapillarmattenmaterial mit einem wasserdurchlässigem Schutzgewebe.
-
Gemäß noch einem
weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Verfügung
gestellt, um einen Kapillarteppich auf einer tragenden Fläche zu installieren,
das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Kapillarteppichstücks, wobei
der Teppich eine wasserundurchlässige
Bodenlage, eine wasserdurchlässige
obere Lage und eine Kapillarmatte zwischen diesen oberen und unteren
Lagen umfasst, und Besorgen einer Reihe von aufgeteilten Wassersperren
entlang dem Kapillarteppichstück,
um die Bewegung des Wassers durch die genannte Matte einzuschränken.
-
Weitere
Einzelheiten der Erfindung und ihrer Vorteile gehen aus der unten
aufgeführten
Beschreibung und der beigefügten
Zeichnung hervor.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
Nach
der erfolgten allgemeinen Beschreibung der Art der Erfindung wird
nun auf die beigefügte
Zeichnung Bezug genommen, in der als Beispiel eine bevorzugte Ausführungsform
dargestellt wird, in der:
-
1 eine
perspektivische Darstellung einer Anordnung von Planzenschule-Töpfen mit Stammpflanzen auf
einem Kapillarteppich darstellt, die eine Reihe hydraulisch isolierter
Kapillarmatteneinheiten gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist; und
-
2 ein
Querschnittsaufriss der Kapillarteppichmatte ist, mit einem darauf
gestelltem Pflanzenschute-Topfbehälter, welcher das Zusammendrücken der komprimierbaren
porösen
Matte zeigt, womit das kapillare Befördern des Wassers zwischen der
wasserführenden
starren Matte und dem wasserdurchlässigen Boden des Topfes ermöglicht wird.
-
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Mit
Bezugnahme auf die 1 und 2 zeigt
die Zeichnung einen wasserführenden
Kapillarteppich 10, der in einem Bodenbewässerungssystem eingesetzt
wird. Der wasserführende
Kapillarteppich 10 befindet sich auf einer tragenden Erdbodenfläche 19.
Wie in 1 dargestellt ist, steht eine Anordnung aus wasserdurchlässigen Töpfen 12 auf
dem Kapillarteppich 10. Der Topf 12 enthält Erde
oder ein sonstiges Wachstumsmedium 13, und darin eingebettete Pflanzenwurzeln 14.
Der Boden des Topfes 12 ist wasserdurchlässig mit
einem durchlässigen
Topfboden 20. Beispielsweise kann der Topfboden Perforationen
aufweisen, oder er ist aus einem durchlässigen Material wie komprimiertem
Torf hergestellt.
-
Wie
in 1 dargestellt, werden Sprinkler-Bewässerungsköpfe 21 (oder
sonstige herkömmliche
Bewässerungssysteme,
wie perforierte Mikrobewässerungsleitungen)
eingesetzt, um den Teppich 10 mit Wasser zu beladen. Der
wasserdurchlässige Topfboden 20 steht
in hydraulischer Verbindung mit dem Teppich 10. Das im
Kapillarteppich 10 gespeicherte Wasser wird durch den wasserdurchlässigen Topfboden 20 in
das Wachstumsmedium 13 und an die Pflanzenwurzeln 14 durch
Kapillarwirkung geleitet. 2 zeigt
den Zyklus der Wasserbewegung durch den Teppich 10 und
den Topfbehälter 12.
-
Mit
Bezugnahme auf 2, umfasst der Kapillarteppich 10 vorzugsweise
eine wasserundurchlässige
Bodenmembran 18, eine wasserdurchlässige Deckmembran 15 und
eine Kapillarmatteneinheit 9 zwischen der Bodenmembran 18 und
der Deckmembran 15. Die Kapillarmatteneinheit 9 umfasst
vorzugsweise eine starre Kapillarmatte 17 und eine komprimierbare
Kapillarmatte 16.
-
Die
Bodenmembran 18 ist wasserundurchlässig und kann beispielsweise
eine kommerziell verfügbare
landwirtschaftliche Polyethylenfolie sein. Die Deckmembran 15 ist
wasserdurchlässig,
um das Bewässerungssprinklerwasser
oder Regenwasser nach unten in den eigentlichen Teppich 10 durchzulassen, und
um den kapillaren Durchgang von Wasser aus dem Teppich 10 zum
wasserdurchlässigen
Topfboden 20 zu ermöglichen.
Eine dunkel gefärbte
perforierte Polyethylenfolie ist bevorzugt. Die dunkle Farbe unterdrückt das
Algenwachstum in den benetzten inneren Oberflächen des Kapillarteppichs 10.
Die mikroperforierte Struktur erlaubt den langsamen kappilaren Durchgang
des Wassers vom Kapillarteppich 10 zum Topf 12,
wobei sie auch in einem begrenzten Umfang eine schnelle Verdunstung
des Wassers aus dem Inneren des Teppichs 10 unterdrückt.
-
Die
starre Kapillarmatte 17 wird allgemein in einem mit Wasser
gesättigten
Zustand gehalten. Die komprimierbare Kappilarmatte 16 befindet
sich auf der starren Matte 17. Die starre Kapillarmatte 17 liegt auf
der undurchlässigen
Bodenmembran 18 und kann Wasser vom Bewässerungssystem 21 aufnehmen
und speichern. Die starre Matte 17 behält ausreichende hydraulische
Durchlässigkeit,
während
sie das Gewicht der Töpfe 12 und
das Gewicht der auf der Teppichoberfläche laufenden Arbeitspersonen trägt. Die
starre Matte 17 kann beispielsweise ein nicht gewebtes
synthetisches Geomaterial aufweisen mit einer feinporigen Struktur
und ausreichender Steifigkeit, um die Lasten, denen sie ausgesetzt
ist, zu tragen und dabei ihre hydraulische Durchlässigkeit
zu bewahren, um Wasser an die Töpfe 12 zu
liefern.
-
Die
komprimierbare Matte 16 wird unter jedem Topf komprimiert,
wie in 2 dargestellt ist, und dabei definiert die lokal
komprimierte komprimierbare Kapillarmatte unter jedem Topf 12 eine
lokalisierte Kapillarwirkungsleitung, um Wasser zwischen der starren
Matte 17 und jedem Topf 12 durch die wasserdurchlässige Deckmembran 15 zu
leiten.
-
Mit
Bezugnahme auf 2 wird der Wasserbewegungszyklus
dargestellt. Wie mit den Pfeilen angedeutet, wird das ursprüngliche
Wasser vom Bewässerungssprinkler 21 als
Niederschlag geliefert. Etwas vom Sprinklerwasser wird auf die Pflanzen 14 und
in den Topf 12 fallen, jedoch wird ein großer Teil auf
den Kapillarteppich 10 zwischen den Töpfen 12 fallen. Das
Sprinklerwasser sickert unter der Schwerkraft durch die Mikroporen
der wasserdurchlässigen Deckmembran 15 in
die komprimierbare Kapillarmatte 16 hinein und weiter nach
unten, um in den Poren der starren Kapillarmatte 17 gespeichert
zu werden. Die wasserundurchlässige
Bodenmembran 18 verhindert das Entweichen von Wasser aus
dem Kapillarteppich 10 in die darunterliegende, tragende
Erdbodenoberfläche 19.
-
Die
starre Matte 17 ist mit einer selektierten hydraulischen
Durchlässigkeit
im gesättigten
Zustand so gestaltet, dass diese wenigstens gleich der verdunstungstranspirativen
Nachfrage der Pflanzen 14 ist. Mit Bezugnahme auf 2 ermöglicht die
hydraulische Verbindung zwischen der starren Kapillarmatte 17 und
dem wasserdurchlässigen
Topfboden 20 den Durchgang des Wassers unter der Kapillarwirkung
in den Topf 12, wie mit den Pfeilen angedeutet ist. Eine
relativ kleine Menge verdunsteten Wassers wird durch die komprimierbare
Kapillarmatte 16 und durch die Poren der wasserdurchlässigen Deckmembran 15 gehen,
wie von den Pfeilen angedeutet wird. Die Hauptmenge des Wassers
wird jedoch in das Erdsubstrat 13 innerhalb des Topfes 12 geleitet. Ein
Teil des Wassers wird als Verdunstung aus dem Erdsubstrat 13 entweichen,
wie mit einem Pfeil angedeutet ist. Eine wesentliche Wassermenge
wird von den Wurzeln der Pflanze 14 absorbiert, von der Pflanze
zur Fotosynthese genutzt und mittels Verdunstungstranspiration von
der Pflanze an die umgebende Luft abgegeben, wie mit einem Pfeil
angedeutet ist.
-
Sowohl
die starre Kapillarmatte 17 wie auch die komprimierbare
Kapillarmatte 16 sind poröse synthetische Geogewebe mit
hoher Porosität,
wobei allgemein jede eine nichtkomprimierte Dicke von etwa 5 Millimeter
aufweist.
-
Die
starre Kapillarmatte 17 weist eine feinporige Struktur
auf, während
die komprimierbare Kapillarmatte 16 in der als Beispiel
dargestellten Ausführungsform
ein grobporige Struktur aufweist. Diese Wahl der Porengrößen ergibt
allgemein eine starre Matte 17 und eine komprimierbare
Matte 16, wobei beide Matten aus dem selben synthetischen
Material hergestellt sind. Wenn jedoch verschiedene Materialien
mit unterschiedlicher Elastizität
eingesetzt werden, könnte
es vielleicht möglich
sein, etwa gleiche Porengrößen vorzusehen.
-
Somit
ermöglicht
der Kapillarteppich 10 eine Steuerung der Oberflächen-Wasserverdunstung,
die derjenigen herkömmlicher
Teppiche überlegen
ist. Die feinen Poren der unteren starren Matte 17 ergeben
einen Wasserreservoir. Die relativ großen oder groben Poren der komprimierbaren
groben Matte 16 wirken als Mulch und unterdrücken die
Wasserverdunstung aus der starren Matte 17.
-
Wie
in 1 dargestellt, wird die Kapillarmatteneinheit 9 in
Abschnitte oder einzelne Untereinheiten 9a, 9b, 9c ...
unterteilt, wovon jede in einem von der wasserundurchlässigen Bodenmembran 18 gebildetem
Becken aufgenommen wird. In dieser Weise ist jede Kapillarmattenuntereinheit
hydraulisch von ihren Nachbarn isoliert, wodurch die Wasserwanderung
von einer Untereinheit in die nächste unterbunden
wird. Dies sorgt dafür,
dass das in der Kapillarmatteneinheit 9 gespeicherte Wasser
nicht von der höchsten
zur niedrigsten Stelle im Feld abfließt, wenn der Teppich 10 auf
einer unebenen Erdbodenfläche oder
einer geneigten Erdbodenfläche
ausgelegt wird. Indem die hydraulische Leitfähigkeit der Kapillarmatteneinheit 9 in
der Richtung der Bodenneigung, auf welcher der Teppich 10 ausgelegt
ist, in dieser Weise unterbrochen wird, wird der Neigungseffekt
auf die Untereinheiten alleine begrenzt, und der ansonsten eventuell
vorliegende Abfluss zur niedrigsten Stelle unterbunden.
-
Wie
in 1 gezeigt, wird die Kapillarmatteneinheit 9 vorzugsweise
in quadratische Abschnitte mit 1 bis 5 Meter Abmessung unterteilt,
in Abhängigkeit
von der Neigung der Oberfläche,
auf welcher der Teppich 10 installiert werden muss. Die
Reservoire oder undurchlässigen
Becken, die die Abschnitte der Kapillarmatte (Untereinheiten 9a, 9b, 9c ...)
trennen, werden gebildet, indem eine Reihe in Längsrichtung aufgeteilter Querfalten 23 in
der wasserundurchlässigen
Bodenmembran 18 erzeugt wird, und indem die gegenüberliegenden
Seiten 25 sowie die gegenüberliegenden
Endkanten 27 der Bodenmembran 18 so nach oben
um die Matteneinheit 9 gefaltet werden, dass die die wasserundurchlässige Bodenmembran 18 die
Matteneinheit 9 auf allen Seiten von unten bis oben in
einer solchen Weise umgibt, wodurch eine Mehrzahl hydraulisch gegenseitig
abgetrennter Becken gebildet wird. Die wasserundurchlässige Bodenmembran 18 wird
vorzugsweise heißdrahtversiegelt,
um die längsgerichteten
Seitenkanten 25 und die Endkanten 27 der wasserundurchlässigen Membran 18 nach
oben gefaltet zu bewahren und die permanente Beständigkeit
der longitudinalen Querfalten 23 zu gewährleisten. Die Falten wirken
als Wassersperren, um den Wasserfluss zwischen den Untereinheiten
entgegenzuwirken. Dies ermöglicht
den Betrieb des gesamten Systems auf geneigtem Terrain, sowie einen
effizienteren Betrieb mit grobkörnigen Wachstumsmedien.
Diese Gestaltung ist tatsächlich auch
wichtig, um den kapillaren Kontakt mit sehr grobkörnigen Wachstumsmedien 13 zu
erzeugen, da sie das Anheben des Wasserspiegels bis zur Stickfläche ermöglicht.
Dieses Anheben des Wasserspiegels ermöglicht es dem Wasser, in einen
etwaigen Hohlraum hineinzufließen,
der am Boden der Töpfe 12 durch
die grobkörnigen
Wachstumsmedien 13 gebildet werden könnte, und es ermöglicht somit
den kapillaren Kontakt zwischen der Matteneinheit 9 und den
Wachstumsmedien 13 in den Töpfen 12. Nach einer
Weile wird der Hohlraum von feinen Wachstumsmedium- Partikeln gefüllt sein,
wodurch die Notwenigkeit des Flutens der Matte progressiv abnimmt. Wie
in 2 gezeigt, können
kleine Abflusslöcher 29 an
ausgewählten
Stellen in den erhöhten
am Rand gelegenen Kanten 25 und 27 der wasserundurchlässigen Membran 18 und/oder
in der Bodenfläche
davon vorgesehen werden, um ausschließlich vorübergehend den Wasserspiegel
von jeder Untereinheit zu erhöhen
und damit überschüssiges Wasser
aus wenigstens einiger der gebildeten Becken abfließen zu lassen,
während
das Fließen
von Wasser aus einer Untereinheit in die nächste weiterhin unterdrückt bleibt.
-
Aus
sanitärer
Sicht minimiert diese Installationsart, in welcher die Kapillarmatte
in eine Mehrzalh hydraulisch getrennter Mattenabschnitte unterteilt
ist, das Risiko der Übertragung
von Wurzelkrankheiten durch die Matte, da die Untereinheiten 9a, 9b, 9c ... voneinander
unabhängig
sind und deshalb Krankheitserreger enthaltendes Wasser nicht zwischen diesen
Einheiten ausgetauscht werden kann.
-
Der
Kapillarteppich 10 wird vorzugsweise aus drei getrennten
Materialrollen hergestellt, nämlich
einer Rolle mit einer wasserundurchlässigen Membran, einer Rolle
mit einer wasserdurchlässigen Membran
und einer Rolle mit einer Kapillarmatte. Ein Stück wasserundurchlässiger Membran
wird zuerst abgerollt. Dann wird ein gleich langes Stück Kapillarmatte
berührend
auf der oberen Fläche
der wasserundurchlässigen
Membran abgerollt. Auf jeder Seite der Kapillarmatte werden die
longitudinalen Seitenkanten und die Endkanten der wasserundurchlässigen Membran
auf einer Länge
von etwa 2–3 Zentimetern
gegen die Matte nach oben gefaltet, um ein wasserundurchlässiges Becken
drum herum zu bilden. Die gebildete Falte wird dann heißversiegelt oder
sonstwie in ihrer Stellung gesichert. Danach wird das Mattengewebe
in Querrichtung an aufgeteilten Stellen entlang seiner Länge geschnitten,
um eine Reihe Kapillarmattenuntereinheiten zu bilden. Gleichzeitig
werden in der wasserundurchlässigen Bodenmembran
zwischen den Kapillarmattenuntereinheiten längs laufende Querfalten gebildet
und heiß versiegelt.
Schließlich
wird die wasserdurchlässige
Deckmembran auf die Kapillarmattenuntereinheiten abgerollt und das
fertige Produkt wird dann auf eine am Ende der Fertigungsstraße vorgesehene Aufnahmehaspel
aufgerollt. Zusammenfassend wird das fertige Produkt aus einer Reihe
von Kapillarmattenuntereinheiten gebildet, die hydraulisch mit einem wasserundurchlässigem Gewebe
voneinander getrennt sind und die von einer Schutzschicht abgedeckt
werden.
-
Wie
in 1 gezeigt, können
mehrere der Teppiche 10 nebeneinander auf einer Erdbodenfläche ausgelegt
werden, um eine gewünschte
Fläche abzudecken,
wobei sich ein Schachbrettmuster hydraulisch voneinander isolierter
Kapillarmattenuntereinheiten ergibt.
-
Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, könnte
eine Reihe von mit Luft oder Wasser aufgeblähten quer laufenden Röhren auf
der Bodenmembran zwischen den Matteneinheiten 9a, 9b und 9c vorgesehen
werden, um als Wassersperren zu wirken und damit das Fließen des in
der Matte enthaltenen Wassers von einem zu einem anderen Abschnitt
davon zu unterbinden. Als Alternative könnte die Oberfläche des
Erdreichs selbst mit einer Folge von Erhöhungen und Vertiefungen in der
Richtung quer zur Neigung des Terrains moduliert werden. In diesem
Fall könnte
die Kapillarmatte in Form eines zusammenhängenden Gewebes ohne Unterbrechung
vorgesehen werden. Der Wasserabfluß zum unteren Ende der Neigungen
wäre durch
die gebildeten Erhöhungen
(Wassersperren), auf welchen der Teppich ausgelegt ist, unterbunden.
-
Es
wird darauf hingewiesen, dass der Teppich auch in der Form individueller
Untereinheiten verkauft werden könnte,
die dafür
eingerichtet sind, nebeneinander in Schachbrettkonfiguration auf
der tragenden Fläche
ausgelegt zu werden. Jede Untereinheit würde eine wasserdurchlässige Deckmembran
aufweisen, die eine Kapillarmatteneinheit gesichert in einer wasserundurchlässigen,
von der wasserundurchlässigen
Bodenmembran gebildeten Sperre abdeckt. Die Bodenmembran wäre an ihrem Rand
nach oben gefaltet, um die Seiten der Kapillarmatte abzudecken.