Почвенная биоинженерия

Почвенная и водная биоинженерия — это дисциплина гражданского строительства . Он преследует технологические, экологические, экономические, а также дизайнерские цели и стремится достичь их, прежде всего, используя живые материалы, то есть семена, растения, части растений и растительные сообщества, и применяя их в почти естественных конструкциях, используя при этом разнообразные возможности. присущи растениям. Почвенная биоинженерия иногда может заменить классические инженерные работы; однако в большинстве случаев это значимый и необходимый метод дополнения последнего. Его применение находит себя во всех областях грунтового и гидротехнического строительства , особенно для стабилизации откосов и насыпей и борьбы с эрозией .

Биоинженерия почвы — это использование живых растительных материалов для выполнения некоторых инженерных функций. Почвенная биоинженерия является эффективным инструментом лечения различных нестабильных и/или эродирующих объектов. Методы почвенной биоинженерии использовались на протяжении многих веков. Совсем недавно Шихтль (1980) поощрял использование почвенной биоинженерии на различных европейских примерах. Почвенная биоинженерия в настоящее время широко практикуется во всем мире для лечения эрозии и нестабильных склонов.

Области применения и растения для почвенно-биотехнических работ по контролю

Методы почвенной биоинженерии могут применяться везде, где растения, используемые в качестве живого строительного материала, способны хорошо расти и развиваться. Так обстоит дело в тропических, субтропических и умеренных зонах , тогда как существуют очевидные ограничения в засушливых и холодных регионах, т.е. там, где преобладают засушливые, полузасушливые и морозные зоны. В исключительных случаях недостаток воды можно компенсировать поливом или орошением . В Европе засушливые условия, ограничивающие применение, существуют в Средиземноморье, а также в некоторых внутренних альпийских и снежных регионах Восточной Европы. Однако ограничения чаще всего вводятся в альпийских и арктических регионах. Обычно их можно ясно заметить по ограниченному росту древесных растений ( лесные , древесно-кустарниковые линии) и верхним границам сомкнутого дернового покрова . Чем беднее регион видовым составом, тем менее он подходит для применения методов биоинженерии.

Функции и эффекты почвенных биоинженерных структур

Технические функции

• защита поверхности почвы от эрозии ветром, осадками, морозом и проточной водой
• защита от камнепада
• устранение или связывание разрушительных механических сил
• уменьшение скорости течения вдоль берегов
• поверхностное и/или глубокое сцепление и стабилизация грунта
• дренаж
• защита от ветра
• способствует отложению снега, наносного песка и отложений
• увеличение шероховатости почвы и, таким образом, предотвращение схода лавин

Кроме того, все большее значение приобретают экологические функции, тем более что они в весьма ограниченной степени могут быть выполнены лишь классическими инженерными сооружениями.

Экологические функции

• улучшение водного режима за счет улучшения способности улавливания и хранения почвы, а также воды
• потребление растениями
• дренаж почвы
• защита от ветра
• защита от загрязнения окружающего воздуха
• механическая мелиорация почвы корнями растений
• балансировка температурного режима в приземных слоях воздуха и в почве
• затенение
• улучшение содержания питательных веществ в почве и, следовательно, плодородия почвы на ранее необработанных почвах
• балансировка снежных отложений
• защита от шума
• повышение урожайности на соседних пахотных землях

Функции ландшафтного дизайна

• заживление ран, нанесенных ландшафту стихийными бедствиями и деятельностью человека (эксплуатация полезных ископаемых, строительные работы, отложение вскрышных пород, материалов для прокладки туннелей, промышленных и бытовых отходов)
• интеграция сооружений в ландшафт
• сокрытие структур-нарушителей
• обогащение ландшафта за счет создания новых особенностей и структур, форм и цветов растительности

Экономические эффекты

Биоинженерные средства контроля не всегда дешевле в строительстве по сравнению с классическими инженерными сооружениями. Однако, если принять во внимание срок их службы, включая обслуживание и техническое обслуживание, они обычно оказываются более экономичными. Их особые преимущества:

• более низкие затраты на строительство по сравнению с «жесткими» конструкциями
• более низкие затраты на техническое обслуживание и восстановление
• создание полезных зеленых насаждений и популяций древесных растений на ранее заброшенных землях
• Полезно для получения дохода

Результатом работ по биоинженерной защите почв являются живые системы, которые развиваются дальше и поддерживают свое равновесие путем естественной сукцессии (т.е. путем динамического самоконтроля, без искусственного подвода энергии). Если выбраны правильные живые, а также неживые строительные материалы и соответствующие типы строительства, можно достичь исключительно высокой устойчивости, требующей минимальных усилий по обслуживанию.