DE60223608T2 - Kapillare matte und verfahren zur herstellung einer kapillaren matte - Google Patents

Kapillare matte und verfahren zur herstellung einer kapillaren matte Download PDF

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    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G27/00Self-acting watering devices, e.g. for flower-pots
    • A01G27/04Self-acting watering devices, e.g. for flower-pots using wicks or the like

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Description

  • 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.

Claims (14)

  1. Kapillarteppich-Bewässerungssystem, das folgendes umfaßt: einen wasserführenden Kapillarteppich (10), der auf einer tragenden Fläche (19) angeordnet ist, und mehrere wasserdurchlässige Töpfe (12), die auf dem Teppich stehen und in hydraulischer Verbindung mit diesem sind, wobei die Töpfe dafür eingerichtet sind, Wurzeln von Pflanzen, die in ihnen eingesetzt sind, zu enthalten, und Bewässerungsmittel (21), um dem Teppich Wasser zuzuführen, wobei der Kapillarteppich folgendes umfaßt: eine wasserundurchlässige Bodenmembran (18); eine wasserdurchlässige Deckmembran (15); und durch folgendes gekennzeichnet ist: eine Schicht von aufgeteilten Kapillarmatteneinheiten (9), die zwischen der Bodenmembran (18) und der Deckmembran (15) angeordnet sind, wobei jede Kapillarmatteneinheit (9) dafür eingerichtet ist, Wasser von den Bewässerungsmitteln aufzunehmen und mehrere Kapillarwirkungsleitungen zwischen der Bodenmatte und jedem wasserdurchlässigen Topf durch die durchlässige Deckmembran zu definieren, wobei die Kapillarmatteneinheiten voneinander hydraulisch isoliert sind, um den Wasserfluß von einer Einheit zu einer anderen zu unterbinden.
  2. Kapillarteppich-Bewässerungssystem nach Anspruch 1, wobei Wassersperren sich zwischen den Kapillarmatteneinheiten von der wasserundurchlässigen Bodenmembran noch oben erstrecken.
  3. Kapillarteppich-Bewässerungssystem nach Anspruch 2, wobei die Wassersperren einteilig mit der wasserundurchlässigen Bodenmembran ausgebildet sind.
  4. Kapillarteppich-Bewässerungssystem nach Anspruch 3, wobei wenigstens einige der Wassersperren durch querlaufende Falten in der wasserundurchlässigen Bodenmembran gegeben sind.
  5. Kapillarteppich-Bewässerungssystem nach Anspruch 1, wobei der Teppich mit entgegengesetzten aufgestellten Kanten versehen ist, um Wasser, das in den Kapillarmatteneinheiten gespeichert ist, daran zu hindern, aus den Seiten des Teppichs zu sickern.
  6. Kapillarteppich-Bewässerungssystem nach Anspruch 5, wobei die wasserundurchlässige Bodenmembran entgegengesetzte längslaufende Seitenkanten und entgegengesetzte Endkanten hat, wobei die entgegengesetzten längslaufenden Seitenkanten und die entgegengesetzten Endkanten nach oben gebogen sind, um die aufgestellten Kanten zu bilden.
  7. Kapillarteppich-Bewässerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Kapillarmatteneinheiten zwischen der Deckmembran und der Bodenmembran in Reihen angeordnet sind.
  8. Kapillarteppich-Bewässerungssystem nach Anspruch 7, wobei die Kapillarmatteneinheiten auf der wasserundurchlässigen Bodenmembran in einem Schachbrettmuster angeordnet sind.
  9. Kapillarteppich-Bewässerungssystem nach Anspruch 1, wobei die aufgeteilten Kapillarmatteneinheiten durch die undurchlässige Bodenmembran voneinander hydraulisch getrennt sind.
  10. Kapillarteppich-Bewässerungssystem nach Anspruch 9, wobei die wasserundurchlässige Bodenmembran durch ein ununterbrochenes Materialgewebe gegeben ist, das querlaufende Falten hat, die an in Längsrichtung beabstandeten Stellen entlang dessen Länge ausgebildet sind, um eine Reihe von Wassersperren zwischen benachbarten Kapillarteppicheinheiten bereitzustellen.
  11. Kapillarteppich-Bewässerungssystem nach Anspruch 9, wobei das ununterbrochene Materialgewebe entgegengesetzte längslaufende Seitenkanten hat und wobei die längslaufenden Seitenkanten nach oben gebogen sind, um mit den querlaufenden Falten zusammen eine Reihe von einzelnen Becken zu bilden, in die die Kapillarmatteneinheiten gesetzt werden.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Kapillarteppichs (10), das folgende Schritte umfaßt: Bereitstellen eines Gewebes aus einem wasserundurchlässigen Material (18), Bereitstellen eines Gewebes aus einem Kapillarmattenmaterial (9) auf dem Gewebe aus wasserundurchlässigem Material, Schneiden des Gewebes aus Kapillarmattenmaterial an in Längsrichtung beabstandeten Stellen, um eine Reihe von Kapillarmatteneinheiten auszubilden, hydraulisches Isolieren der Kapillarmatteneinheiten voneinander durch das Ausbilden einer Reihe von Falten (23) in dem Gewebe aus wasserundurchlässigem Material zwischen benachbarten Kapillarmatteneinheiten, und Abdecken einer Oberfläche des Gewebes aus Kapillarmattenmaterial mit einem wasserdurchlässigen Schutzgewebe (15).
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Gewebe aus wasserundurchlässigem Material entgegengesetzte längslaufende Seitenkanten und entgegengesetzte Endkanten hat und wobei das Verfahren des weiteren den folgenden Schritt umfaßt: das nach oben Biegen der entgegengesetzten längslaufenden Seitenkanten und der entgegengesetzten Endkanten, um eine wasserundurchlässige Wanne um die Kapillarmatteneinheiten auszubilden.
  14. Verfahren zur Installation eines Kapillarteppichs (10) auf einer Trägerfläche (19), das die folgenden Schritte umfaßt: Bereitstellen einer Länge eines Kapillarteppichs, wobei der Teppich eine wasserundurchlässige Bodenschicht (18), eine wasserdurchlässige Deckschicht (15) und eine Kapillarmatte (9) zwischen der Deckschicht und der Bodenschicht umfaßt, und das Bereitstellen einer Reihe von entlang der Länge des Kapillarteppichs beabstandeten Wassersperren (23), um den Wasserfluß in der Matte einzuschränken.
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