Czym są geomaty

Dokładniejsze wyobrażenie o tym, czym są geomaty lub geosiatki, da Ci ta strona. Choć może się wydawać, że to suche dane, zalecamy uważnie wczytać się w tę część :-)

Czym jest erozja i dlaczego powstaje

Erozja jest naturalnym procesem rozmywania, rozdrabniania i transportu cząstek powierzchni Ziemi (gleba, skały, rumosz skalny itp.). Przyczyną erozji jest mechaniczne oddziaływanie poruszających się czynników zewnętrznych – przede wszystkim wiatru, płynącej lub falującej wody, lodu, śniegu, ruchomych zwietrzelin i niezwiązanych osadów. W ostatnim czasie erozja jest jednak coraz bardziej nasilana działalnością człowieka, co przejawia się głównie rosnącym wymywaniem gleby.

W warunkach Polski w erozji gleby największy udział ma erozja wodna (powodowana przez opady) i wietrzna. Niemal połowa terytorium Polski jest zagrożona erozją gleb, a najbardziej narażone obszary znajdują się w południowej części kraju. Ogólny przegląd obszarów zagrożonych erozją wodną i wietrzną zapewnia serwis Gleba na mapach.

70% całkowitej utraty gleby powoduje erozja żłobinowa, a pozostałe 30% erozja powierzchniowa

Przed erozją w przypadku skarp ziemnych można bronić się na kilka sposobów. Zadarnienie lub zalesienie skarpy pomaga chronić glebę przed wymywaniem, rowy i tarasy potrafią rozdzielić skoncentrowany spływ wody, a korzenie roślin wzmacniają krytyczne miejsca. Jednym z najprostszych i najskuteczniejszych rozwiązań jest zastosowanie przeciwerozyjnych geomat.

Wzmacniają one powierzchnię skarpy, utrzymują grunt na miejscu nawet podczas silnych deszczów, a jednocześnie wspierają wzrost trawy i innych roślin, które długoterminowo stabilizują całe zbocze.

Historia

Pierwsza mata przeciwerozyjna (ECB, Erosion Control Blanket) została wynaleziona w latach 60. XX wieku. Pod nazwą Curlex opracowała ją i wprowadziła na rynek amerykańska firma American Excelsior Co. Wczesne geomaty wykorzystywały materiały naturalne, takie jak słoma i włókna drzewne, do tymczasowego okrycia gleby i jej ochrony, dopóki roślinność nie zapuściła korzeni.

Zdjęcie: American Excelsior Co.

W latach 70.–90. XX wieku branża wyrobów do ochrony przeciwerozyjnej odnotowała szybki wzrost dzięki wprowadzeniu mat do wzmacniania darni (TRM, Turf Reinforcement Mat). Jednocześnie powstały organizacje zajmujące się standaryzacją produktów i procedur.

Definicje

Definicji pojęcia „geomata” (ang. geomat) jest wiele. Najdokładniejszą współczesną definicję podaje norma PN-EN ISO 10318, która definiuje geomatę jako

trójwymiarową, przepuszczalną strukturę wykonaną z monofilamentów polimerowych i/lub innych elementów (syntetycznych lub naturalnych), połączonych mechanicznie, termicznie, chemicznie lub w inny sposób

Geosieci (ang. geonet) są w normie zdefiniowane jako geosyntetyki składające się z równoległych układów żeber ułożonych na sobie i trwale połączonych z podobnymi układami pod różnymi kątami.

W uproszczeniu można powiedzieć, że geomaty są wyrobami o gęstej strukturze, niemal w 100% pokrywającymi powierzchnię skarpy. Można je więc wykorzystać także do ściółkowania (mulczowania). Geosiatki natomiast to wyroby o wyraźnych oczkach, które zakrywają powierzchnię skarpy jedynie częściowo...

Obszary zastosowania geomat

Geomaty mają szerokie zastosowanie w budownictwie, rolnictwie i ogrodnictwie:

• Rekultywacja skarp przy budowie dróg i autostrad.
• Rewitalizacja kamieniołomów, zwałowisk i innych terenów dotkniętych wydobyciem.
• Zadarnianie i zalesianie stromych zboczy.
• Ochrona brzegów potoków i mniejszych cieków wodnych.
• Wzmacnianie skarp na terenach zurbanizowanych, w parkach i ogrodach.

Zawsze chodzi o ochronę powierzchniową skarpy, czyli profilaktykę przed jej degradacją przez erozję. Geomaty nie rozwiązują problemu wewnętrznej stateczności skarpy (np. ryzyka głębokich osuwisk). Ta kwestia wymaga specjalistycznej oceny geotechnicznej lub geologicznej.

Zdjęcie: Departament Transportu stanu Minnesota

Podstawowe właściwości geomat

Właściwości geomat i geosiatek dzieli się na fizyczne i mechaniczne. Parametry te nie określają jednak wprost trwałości wyrobu, dlatego na końcu sekcji wspomniano o ich żywotności.

Właściwości fizyczne

Z właściwości fizycznych najbardziej znana jest masa powierzchniowa, najczęściej podawana w g/m². Potocznie tę właściwość nazywa się gramaturą. Z tą właściwością jest wprost proporcjonalna grubość wyrobu, podawana w mm. Ogólnie można stwierdzić, że im większa masa powierzchniowa, tym większą grubość, skuteczność i trwałość mają geomaty i geosiatki.

W przypadku geosiatek może być podawana także wielkość oczek. W przypadku stalowych geosiatek do siatkowania skał dobór wielkości oczek zależy od wielkości odłamków skalnych. W przypadku siatek kokosowych i jutowych na skarpy ziemne ta, często bardzo zmienna, wartość jest nieistotna.

Bardziej praktycznymi właściwościami są wymiary i waga opakowania. I to ze względu na manipulację i instalację na skarpach. Nikt nie chce ciągnąć po skarpie zbyt ciężkich lub zbyt dużych rolek.

Właściwości mechaniczne

Do podstawowych właściwości mechanicznych geomat i geosiatek należą wytrzymałość na rozciąganie oraz wydłużenie przy maksymalnym obciążeniu (nazywane także „rozciągliwością”). Wyroby z surowców naturalnych nie osiągają w wymienionych właściwościach wysokich wartości.

Dlatego zwykle nie stosuje się ich w sytuacjach, w których są one wymagane, np. przy dużych nachyleniach skarp lub częstym obciążeniu płynącą wodą. W takich przypadkach stosuje się geomaty kombinowane lub z tworzyw sztucznych, które bywają łączone z siatkami wzmacniającymi.

Trwałość (żywotność) geomat i geosiatek

Najpierw należy wspomnieć, że w przypadku wyrobów przeciwerozyjnych mówimy o tzw. trwałości funkcjonalnej. Nie jest ona zdefiniowana w sposób ścisły, nie istnieją dla niej ustalone procedury badawcze.

Wynika więc z obserwacji w rzeczywistych realizacjach. Minimalna gwarantowana trwałość jest zawsze oznaczona przez producenta w dokumencie towarzyszącym danemu wyrobowi.

Trwałość geomat i geosiatek zależy od zastosowanego surowca produkcyjnego, a także od środowiska, w którym są umieszczone. Ogólnie można powiedzieć, że wyroby wykonane z pierwotnych tworzyw sztucznych mają trwałość liczona w dziesiątkach lat, a wyroby z surowców naturalnych mają trwałość rzędu lat (12–60 miesięcy). Te z czasem pod wpływem wilgoci i innych czynników ulegają rozkładowi i działają dalej w glebie przez wiele lat jako nawóz.

Rodzaje geomat i geosiatek

Geomaty ze słomy

• Wykonane ze słomy rolniczej, czasem w połączeniu z innymi materiałami organicznymi, takimi jak kokos.
• Zwykle połączone biologicznie rozkładalną lub fotodegradowalną siatką.
• Do krótkotrwałego zastosowania. Trwałość około jednego roku.

Geomaty kokosowe

• W 100% wykonane z włókna kokosowego lub jego połączenia ze słomą, zrębkami drzewnymi lub innym materiałem, np. 70% kokosu i 30% słomy lub 50% kokosu i 50% słomy itd.
• Jednostronnie lub obustronnie wzmocnione siatką – plastikową lub naturalną.
• Przeznaczone głównie do krótkotrwałego zastosowania. Trwałość zależy od siatki użytej do ich wzmocnienia oraz od ilości i proporcji kokosu do pozostałych materiałów.
• Zwykle stosuje się je na skarpach od łagodnych do stromych.

 

Geomaty kombinowane lub z tworzyw sztucznych

• Wykonane z materiałów syntetycznych, np. polipropylenu, poliolefin, polichlorku winylu, poliestru itp., w tym także w połączeniu z surowcami naturalnymi, najczęściej z włóknem kokosowym.
• Mają strukturę trójwymiarową, czasem wymagają przysypania drobnoziarnistą warstwą humusu, który wypełni strukturę 3D.
• Stosuje się je do trwałego wzmocnienia także na bardziej stromych skarpach.
• Skuteczniejsza ochrona niż geomaty i geosiatki z materiałów naturalnych.

Geosiatki z juty i kokosu

• Wykonane z juty lub kokosu. Ewentualnie łączone z innymi surowcami naturalnymi, takimi jak wiskoza i wełna owcza.
• W pełni rozkładalne. Bez plastiku.
• Mniej więcej do krótkotrwałego zastosowania. Długość trwałości określa masa powierzchniowa.
• Na skarpy od łagodnych do stromych.

Stalowe geosiatki

• Są wykonane ze stali, z różną powłoką antykorozyjną (cynkowanie, zaawansowane pokrycie metaliczne, powłoka PVC)
• Do trwałego zastosowania przy siatkowaniu ścian skalnych.

Funkcje geomat

Funkcja przeciwerozyjna

Decydującymi czynnikami doboru odpowiedniego rodzaju ochrony przeciwerozyjnej są częstotliwość opadów, prędkość przepływu wody, nachylenie i długość skarpy, rodzaj gruntu oraz pokrywa roślinna.

Czynniki te wpływają na zasadność zastosowania geomat jako wyrobu funkcjonalnego o działaniu przeciwerozyjnym. Możliwe jest zastosowanie geomat z naturalnego, biologicznie rozkładalnego materiału pod warunkiem, że służą przez ograniczony czas, w którym funkcję przeciwerozyjną przejmie roślinność.

Przy zastosowaniu syntetycznych geomat i geosiatek konieczne jest dobieranie geotekstyliów o wystarczającej odporności na promieniowanie ultrafioletowe.