具有地下水位的混合草皮运动场的建造和可持续管理的方法以及混合草皮运动场技术

本发明专利技术涉及一种用于混合草皮运动场的建造和可持续管理的方法，其中管理所述运动场的结构中的浅地下水位，所述方法包括：建造放置在基座(F)上的结构(S)的第一步骤，所述结构包括N个堆叠的多孔层(Ci)；在顶层(Ci)的表面上安装草皮的第二步骤，所述草皮的安装可以通过播种来进行；并且，在所述N个层中，一个混合层(H)由(i)包括合成增强元件的栽培基底或(ii)与合成增强元件共享所述混合层(H)的空间的栽培基底构成。培基底构成。培基底构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有地下水位的混合草皮运动场的建造和可持续管理的方法以及混合草皮运动场
[0001]本专利技术涉及一种混合草皮运动场的建造和可持续管理的方法，特别是节水的方法，该混合草皮运动场在结构中具有可调节水平的地下水位，经由来自地下水位的自发毛细作用对根部进行充分的地下灌溉，同时考虑基底和根部的充氧和通气需求，并且具有有助于运动土壤的良好机械性能的水浓度。
[0002]在优选的实施例中，该方法甚至为地面提供了水的自主性，即地面可以不需要来自网络的水进行其灌溉。
[0003]在与前述相容的另一优选的实施例中，该方法还提出了根部主动充氧以及基底和草皮表面的对流气候控制的生态责任过程。
[0004]根据本专利技术的可持续混合草皮运动场包括铺设在基座(F)上的结构(S)，该结构包括(i)一个或多个堆叠的均质多孔层，包含至少一个混合运动层(H)，(ii)草皮，其根部锚固在该混合运动层(H)中，以及(iii)允许将水引入到结构中或从结构中排出水，以在其中构成地下水位(N)，并在浅深度(P
piezo
)处管理结构(S)内的压力计水位(piezometric level)的装置，该浅深度可以在最小深度(P
piezo min
)和最大深度(P
piezo max
)之间变化。
[0005]本专利技术可以用于所有气候，尤其是温带气候、夏季干燥气候、地中海型冬季强降水的气候或热带气候。本专利技术还解决了在热带或亚地中海地区相对频繁的含盐灌溉水的情况。
[0006]本专利技术涉及3个系统，对应于本专利技术的3个步骤：
[0007]本专利技术的第一部分是涉及本专利技术的总体范围的第一系统。一套关于选择基底的组成和管理结构中地下水位的深度随时间的发展的规则作为所述基底的主毛细曲线的函数，使得可以保证自发毛细灌溉，保证了草皮在灌溉、根部的充氧和基底的通气方面的需要。
[0008]本专利技术的第二部分在第一部分中开发的系统的框架内，在特定情况下，其中该结构包括性能良好但具有固定储存容量的特定储存层。然后，本专利技术基于本专利技术的第一部分中限定的约束条件，通过用于管理作为时间的函数的地下水位的深度的系统，使得可以最小化来自外部的水的消耗，以便随着时间的推移优化地下水位中用于灌溉草坪的降水的储存。该系统还优选地确定所述储存层上方的基底层的期望的厚度。此外，在所述水储存层具有机械刚性顶表面的情况下，尽管存在所述机械刚性顶表面，但是在最大地下水位深度方面提供了额外的约束，以确保运动土壤的柔韧性。
[0009]本专利技术的第三部分也在第一部分中开发的系统的框架内，并涉及一种替代解决方案，以克服现有技术中已知的储存层的缺点。所提出的使用可垂直移动的基座容器和新的相关资源允许在与储存的水的量无关的深度处对地下水位的深度进行最佳可能的管理，以便能够保存来自冬季降水的水并在夏季将其用于灌溉，选择与储存的水的量无关的地下水位的水平以便优化毛细作用的自发效率，以最佳的方式并以较低的能量成本，通过从地下水位向上和向下输送水通过基底来充氧和冷却基底。
[0010]本专利技术的总体目的是提供用于实现作为本专利技术的框架的4个目标和该框架内的2个附加目标的标准：
[0011]‑
在其中期望根部发育的表面以下的基底的部分(此处被称为“根系充氧区”)中，重要的是要避免根部处基底孔隙中的氧的量的足够高且持续时间长的下降。目的是避免对根部发育产生负面影响，如果基底太接近自然地下水位的水平，或者如果在排水层上的基底的厚度不足(在典型地用排水层上的基底制成的运动场的情况下)，则这种现象在温带气候的冬季特别常见。
[0012]‑
在炎热的天气中，应该避免表面附近的过高的水浓度，因为在炎热的天气中，表面附近的不足的空气浓度有利于疾病的发展，而随着深度增加水浓度并且在表面处具有足够的空气浓度的概况是用于预防疾病的最佳可能手段，至少只要植物不另外因缺少灌溉水而受到应激。
[0013]‑
在所有季节，尤其是在夏季和在热浪期间，来自地下水位的水的自发毛细流动必须为根部提供足够的水，以允许草皮提供尽可能接近潜在蒸散的实际蒸散。
[0014]‑
在场地的运动使用期间，并且特别是在其中建筑结构包含用于水储存器的硬层的项目的情况下，运动场地必须是柔性的，即，提供对身体活动的机械应力的阻尼反应。已经发现，如果存在至少4cm的“滞留层(perched layer)”，即通过刚好放置在所述硬储存层上方的基底的毛细作用的准饱和，则硬层上方的这种柔性增加了40％。
[0015]根据本专利技术，待实现的前两个目标产生了地下水位的最小深度的标准，而后两个目标产生了地下水位的最大深度的标准。此外，这4个地下水位深度标准(2个最小值和2个最大值)都取决于基底的特性。
[0016]一旦已经实现作为本专利技术的总体框架的前4个目标，本专利技术的目的是实现额外2个具体目标：
[0017]‑
通过优化地下水位的深度的管理，使层的厚度最小化，以便使成本和来自外部的水的消耗最小化，以便在考虑草皮的需求的同时，以恒定的储存体积储存旨在用于灌溉现有技术中已知的层的、随时间延迟的草皮的降水。
[0018]‑
通过提出和实施具有可变储存体积的新的储存装置，允许更好地使用地下水位，并由具有可移动基座的容器组成，通过来自地下水位或空气的水的对流，优化基底、草皮表面及其环境的水储存、充氧和气候控制。
[0019]本专利技术的特定特征在于，其充分规定了基底的类型和作为基底的功能而被遵守的规则，以使所有这些条件能够被遵守，即使它们通常彼此不相容。
[0020]就其概念而言，本专利技术的方法在4点上不同于现有技术：
[0021]第一点：本专利技术在确定待满足的条件方面的创新原理是考虑到等于地下水位的深度的零毛细压力的深度随时间是可变的，并且可以写成：
[0022]P ＝ P
1 + P
2 (t)
[0023]P1是我们想要观察地下水位的深度的影响的点的深度，如离表面5cm，以观察离表面5cm处的地下水位对根部充氧的影响。这是一个被视为关键时间点的点，但深度并不随时间而变化。
[0024]相反，P2(t)是在时间t时的地下水位的超深度，并且因此可以根据本专利技术开发的策略而变化。考虑到相对于深度P1的点的零毛细压力深度，对应于所考虑的点和地下水位之间的地下水位的附加深度P2，是由根据本专利技术的固定零毛细压力的深度的地下水位的存在情况引入的第一个新的和基本的自由度。
[0025]其次，通过遵循根据本专利技术的给定方案，考虑到地下水位P2(t)的该额外深度随时间的变化，这是第二个额外的基本自由度，以其简单的概念构成了一种完全新的方法，开辟了非常广阔的可能性。
[0026]然而，对本专利技术所针对的目标的分析表明，它们都是仅涉及给定时间段的目标，并且至少在某些情况下，基本上取决于在所述给定时间段之前的时间段内效果的累积。
[0027]因此，确定地下水位的深度随时间的演变是本专利技术的新的和基本的要素。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于建造和管理混合草皮运动场的方法，其特征在于：
‑
所述方法包括用于建造放置在基座(F)上的结构(S)的第一步骤，所述结构包括N个堆叠的多孔层(C
i
)，N≥1，下部层(C
N
)首先竖立在所述基座(F)上，然后将每个(C
i
)放置在层(C
1+1
)上直到顶层(C1)，所述顶层被包括在零深度(Y
o
＝0)的表面和深度Y1处的层(C1)的底部之间，所有的层都被包括在下一个较高层(C
i
‑1)的基座的深度Y
i
‑1(如果>1)或Y
O
(如果i＝1)与所述层(C
i
)的基座的深度Y
i
之间；
‑
所述方法包括在所述顶层(C1)的表面上安装草皮的第二步骤，一旦所述顶层(C1)在所述第一步骤期间被放置在其确定的位置，所述草皮的所述安装就通过播种来进行，或者可以通过将所述草预先种植在一层基底上来进行，然后将所述基底切割成子元件的分隔物，每个子元件包括一定体积的相同厚度的基底，在所述基底的表面上预先种植草皮并且将根部安装在所述基底中，这些子元件被运输，然后最终聚集和放置，以便最终完成所述结构(S)的建造；
‑
在N个层中存在至少一个混合层(H)，其由以下中的任一者组成：(i)包括合成增强元件的栽培基底，或(ii)与合成增强元件共享混合层(H)的空间的栽培基底；
‑
所述方法包括管理所述结构(S)内部的地下水位的压力计水位的深度(P
piezo
)的步骤，以允许使用来自所述地下水位的毛细流动对草皮的良好水合。2.根据权利要求1所述的用于建造和管理的方法，其特征在于，所述方法还包括用于确定以下的步骤：
‑
从表面到深度P
TOR
的草皮根部的充氧范围的所述深度P
TOR
，其大于或等于5cm，并且优选地在5cm和15cm之间；
‑
在所述根部充氧范围内所需的最小空气浓度θ，所述最小空气浓度大于或等于5％，并且优选地在5％和15％之间；和
‑
为了允许草皮的良好水合，并确保在所述表面和所述深度P
TOR
之间的根部的充氧范围内根部的良好充氧，在一年的至少一部分时间内，结构(S)内的所述地下水位的所述压力计水位的深度Piezo被保持在最小深度P
piezoMINTOR
和最大值P
piezoMAX
之间，其满足以下等式：
‑
P
piezo MAX
≤2m
‑
P
piezo MINTOR
≥P
MIN TOR
＝MAX[Zi+h
ci排水
(ε
i
‑
θ
AIR MIN TOR
)]
1≤i≤n(PTOR)
其中n(P
TOR
)是全部或部分位于厚度PTOR的所述最小根部充氧切片(TOR)之上的层的数量，并且通过考虑将Y
i
‑1<P
TOR
的事实作为全部或部分包含在所述表面根部充氧切片(TOR)中的层的定义，这使得可以通过以下等式确定整数n(P
TOR
)≤N：1≤n(P
TOR
)≤N，其中Yn(P
TOR
)
‑
1<P
TOR
并且Y
n
(P
TOR
)≥P
TOR
，其中ε
i
是处于原位致密状态的层(C
i
)的特征总孔隙率；其中函数h
Ci排水
是表征处于原位致密状态的层(C
i
)的理论毛细作用的函数，被定义为具有严格地被包括在饱和时的水浓度ε
i
和萎蔫点处的水浓度之间的按体积计的水浓度的值θ
水
的函数，与值h
c排水
(θ
水
)相对应，h
c排水
(θ
水
)是在从初始饱和状态开始的准静态排水路径上的严格降低的水浓度相对于毛细压力曲线上的对应于θ
水
的以cm表示的等效毛细管高度；
‑
通过定义Z
i
，对于i≤n(P
TOR
)，所述定义通过关系Z
i
＝Y
i
，对于i<n(P
TOR
)和Z
n(PTOR)
＝P
TOR
来进行。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的用于建造和管理的方法，其特征在于：
‑
所述方法包括定义在理论毛细管平衡(capillary balance)时距表面5cm处所需的最小夏季空气浓度θ
空气最小夏季5cm
的步骤，θ
空气最小夏季5cm
大于10％。
‑
为了允许草皮的良好水合并且为了满足所述表面附近夏季空气浓度的要求，在一年中夜间温度超过18℃的时间期间，保持所述结构(S)内部的所述地下水位的压力计水位的所述深度P
piezo
，以便满足以下等式：P
piezo
≥P
piezo空气最小夏季5cm
＝5cm+h
cj排水
(ε
j
‑
θ
空气最小夏季5cm
)其中j是包括5cm深度处的点的层的数量(C
j
)。4.一种混合草皮运动场，其特征在于：
‑
首先，所述混合草皮运动场包括放置在基座(F)上的结构(S)，其中所述结构包括：(i)堆叠的N个多孔层(C
i
)，其中1≤i≤N，其中从顶部开始的第一层在零深度Yo＝0的表面和深度为Y1的层(C1)的基座之间，并且其中所有层在下一个更高层(C
i
‑1)的基座的深度Y
i
‑1(如果i>1)或Y0(如果i＝1)和多孔层(C
i
)的基座的深度Y
i
之间，并且在N个层中具有至少一个混合层(H)，(ii)草皮，其根部锚定在所述混合层(H)中；(iii)用于将水引入所述结构(S)中或从所述结构(S)中移除水、用于在所述结构(S)中形成地下水位以及用于管理所述结构(S)内部的所述地下水位的压力计水位的深度(P
piezo
)的装置(m)；
‑
其次，所述混合层(H)由(i)包括合成增强元件的栽培基底，或(ii)与合成增强元件共享所述混合层(H)的空间的栽培基底组成。5.根据权利要求4所述的运动场地，其特征在于，为了能够解决所述表面附近的空气浓度对所述根部的最小充氧的要求，所述结构验证以下等式：Y
N
≥MAX[Z
i
+h
ci排水
(E
i
–
θ
AIRMINTOR
)]
1≤i≤n
(P
TOR
)
‑
其中P
TOR
＝5cm和θ
AIRMINTOR
＝5％
‑
其中εi是多孔层(Ci)在其原位致密状态下的特征总孔隙率；
‑
其中函数h
Ci排水
是表征所述多孔层(Ci)在其原位致密状态下的理论毛细作用的函数，所述函数h
Ci排水
被定义为这样的函数，其对于严格包括在饱和时的水浓度和萎蔫点的水浓度之间的按体积计的水浓度的值θ
水
，关联了h
Ci排水
(θ
水
)，所述值h
Ci排水

【专利技术属性】
技术研发人员：EP，
申请(专利权)人：树木概念公司，
类型：发明
国别省市：