INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
INŽENJERSKO ‐BIOLOŠKE MERA U PLANIRANJU PREDELA Beograd, jun 2010 INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
SADRŽAJ 1. INŽENJERSKA BIOLOGIJA 1.1 Definicija 1.1.1 Objašnjenje 1.2 Objekti koji su izgrađeni biološko ‐ inženjerskim merama kao ekosistemi 1. 2.1 Sastavni delovi i svojstva ekosistema 1.2.2 Inženjersko ‐ biološki efekti 1. 2.3 Značaj za prirodu i čoveka 2. PLANIRANJE BIOLOŠKO INŽENJERSKIH MERA 2.1 Inženjersko ‐ biološke mere u sistemu planiranja predela 2.2. Razvoj inženjersko biološkog okvirnog koncepta 2.3 Izrada inženjersko ‐ biološkog izvođačkog plana 2.4 Odlučivanje o inženjersko ‐ biološkim merama gradnje 3. INŽENJRSKO BIOLOŠKE METODE IZGRADNJE 3.1. Zajedničko 3. 1.1 Izbor materijala 3.1.2 Vrste materijala 3.1.2.1 Živi materijal 3.1.2.2 Neživi građevinski materijal 3.1.2.3 Kombinacija živog i neživog materijala 3.1.3 Osnovna načela za formiranje staništa sa drvećem i travnjacima 3.1.3.1 Naseljavanje vrsta današnje potencijalne vegetacije 3.1.3.2 Naseljavanje drugih biljnih zajednica 3.1.3.3 Iskorišćavanje sukcesija 3.1.3.4 Korišćenje gostujućih vrsta, vrsta nege i pionirskih vrsta 3.1.3.4.1 Gostujuće vrste 3.1.3.4.2 Pionirske vrste i vrste nege 3.1.3.5 Sejanje pionirskih varsta i među setva leguminoza i drugih vrsta 3.1 4 Izbor načina podizanja 4.0 METODE NA NAGIBIMA I KOSINAMA 4.1 Prirodna vegetacija 4.2 Površinsko osiguranje blagih i jako strmih padina i kosina 4.2.1 Efekti 4.2.2 Formiranje kosina i škarpe 4.2.1.1 Kosine i nagibi kod rastresitog materijala 4.2.1.2 Nagibi i kosine od lako raspadljivih stena 4.2.1.3 Nagibi i kosine od teško i lako raspadljivih stena 4.2.1.4 Kosine i nagibi iz teško raspadljivih stena koje nisu slojevite 4.3 Ugradnja granja i grančica 4.3.1 Živi materijal 4.3.1.1 Način podizanja 4.3.1.1.1 Primena 4.4 Ugradnja šiblja 4.4.1 Živi materija INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
4.4.1.1 Način podizanja 4.4.1.1.1 Primena 4.5 Polaganje grana i sadnja žbunja 4.6 Izgradnja kordona prema Praxl 4.6.1 Živi materijal 4.6.1.1 Način podizanja 4.6.1.1.1Primena 4.7 Polaganje fašina 4.7.1 Živi materijal 4.7.1.1 Način podizanja 4.6.1.1.1 Primena 4.8 Pleteri 4.8.1 Živi materijal 4.8.1.1 Način podizanja 4.8.1.1.1 Primena 4.9 Oblaganje sa gotovim travnim tepisima 4.9.1 Živi materijal 4.9.1 Način podizanja 4.9.1.1 Primena 5. OSIGURANJE STRMIH PADINA I KOSINA 5.1 Efekti 5.2 Ozelenjeni suvozid 5.2.1 Živi materijal 5.2.1.1 Načini podizanja 5.2.1.1.1.Primena 5.3 Ozelenjeni betonski zidovi 5.3.1 Živi materijal 5.3.1.1 Način podizanja 5.4idovi formirani od busena pavougaonog oblika 5.4.1 Živi materijal 5.4.1.1 Načini podizanja 5.4.1.1.1.Primena 5.5 Ozelenjeni „gabioni“ 5.5.1 Živi materijal 5.5.1.1 Način podizanja 5.5.1.1.1 Primena 6 BIOINŽENJERSKE METODE NA KOPNENIM VODAMA 6.1 Prirodne vegetacione zone 6.1.1 Šire tekuće vode 6.1.2 Male tekuće vode 6.1.3 Stajaće vode 6.2 Formiranje škarpi 6.3 Profilaktička zaštita obala širih tekućih voda i stajaćih voda 6.3.2 Metodski postupci u zoni II INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
6.3.2.1 Efekti 6.3.1.2. Metode 6.3.2.2Način podizanja 6.3.2 Metodski postupci u zoni III
6.3.2.1 Efekti 6.3.3 Metode 6.3.3.1 Položenice 6.3.3.2 Način podizanja 6.3.3.3 Primena 6.3.4 Reznice 6.3.4.1 Način podizanja 6.3.4.2 Primena 6.3.5 Setva 6.3.5.1 Primena 6.3.6 Gotovi travni tepisi 6.3.6.1 Način podizanja 6.4 Profilaktička zaštita malih vodenih tokova 7. INŽENJERSKO BIOLOŠKE MERE KOJE SE PRIMENJUJU DUŽ SAOBRAĆAJNICA, U NASELJIMA I VAN NASELJA 7.1 Vegetacija 7.2 Zaštita od buke 7.2.1 Efekti 7.3 Metode 7.3.1 Zaštitni pojasevi 7.3.1.1 Način podizanja 7.3.1.2 Primena 7.3.2 Ozelenjeni zemljani nasip 7.3.2.1 Način podizanja 7.3.2.1 Primena 7.3.3 Ozelenjeni strmi nasip 7.3.3.1 Način izgradnje 7.3.3.2 Primena 7.3.4 Ozelenjeni zaštitni zidovi protiv buke 7.3.4.1 Način podizanja 7.3.4.2 Primena 7.4 Zaštita od prašine 7.4.1 Efekti 7.5 Metode 7.5.1 Način podizanja 7.5.2 Primena 7.6 Zaštita od odbleska 7.6 1 Efekti 7.7 Metode 7.7 1 Efekti INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Napomena: Pripremljeni tekst je većim delom prevod knjige: Pflanze als Baustoff – Ingenieurbiologie in Praxis und Umwelt, autora Uwe Schluter, 1986, Platzer Verlag, Berlin. Hannover
1. INŽENJERSKA BIOLOGIJA 1.1 Definicija Prema Kruedener‐u (1951) (izvor Schlüter, 1986) pod pojmom ʺinženjerska biologijaʺ podrazumevaju se inženjerska znanja koja su obogaćena biološkim znanjima. Dakle inženjerski postupci koji pri realizaciji uzimaju u obzir ne samo tehničke mogućnosti već i biološke veze i zakonitosti, odnosno koriste živi građevinski materijal, delove biljaka i cele biljke. Zeh (1982) pod ʺinženjerskom biologijomʺ podrazumeva biološki orijentisanu tehniku gradnje koja predpostavlja biološka i predeono‐ekološka znanja i to pri obradi i održavanju zemljišta, vodenih površina i saobraćajnica, kao i pri osiguranju nestabilnih kosina i obala. Pritom se koriste biljke ili delovi biljaka kao živi građevinski materijal, koje su tako postavljene, da povezivanjem sa zemljištem, stenama i podzemnom vodom, u toku svog razvoja, daju permanentan doprinos njihovom osiguranju i održavanju. Oslanjajuci se na Kruedener i uzimajuci u obzir dalji napredak nauke u oblasti biologije i ekologije, planerskih i tehničkih osnova biće pojam preuzet i proširen na sledeću definiciju: Inženjerska biologija je područje rada plana predela sa ciljem unapređenja korišćenja kroz primenu metoda građenja” živim”, odnosno “živim” i “neživim” građevinskim materijalom. 1.1.1 Obješnjenje Pored pojma “inženjerska biologija” primenjuje se ceo niz i drugih pojmova, kao na primer: ozelenjavanje, biološka gradnja, biotehnika, izgradnja zelenilom, izgradnja živim kulturama, izgradnja bliska prirodi, tehnika izgradnje uz pomoć biljaka, vegetacijska izgradnja, vegetacijona tehnika. Ovi pojmovi različito se koriste, delimično kao sinonimi za inženjersku biologiju u smislu gornjih definicija, delimično samo za deo ovog polja rada. Pošto se u praksi najviše koristi pojam “inženjerska biologija” on će biti na dalje korišćen. Pod “planiranjem predela” podrazumeva se, plan koji se bavi “uređivanjem predela, zaštitom prirode i negom predela”. Ciljevi planiranja predela formulisani na sledeći način: (1)ʺ Priroda i predeo, u izgrađenom i neizgrađenom predelu, treba da budu tako zaštićeni, negovani u razvijani da obezbeđuju trajno: INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
⋅
⋅
⋅
⋅
Sposobnost održavanja kauzalnih veza prirodnih faktora, Sposobnost korišćenja prirodnih dobara, Bogatsvo biljnog i životinjskog sveta, kao i Raznovrsnost, jedinstvenost i lepotu prirode i predela kao baze života ljudi i kao pretpostavke za rekreaciju u prirodi i predelu. (2) Zahtevi koji proizilaze iz stavke 1. su međusobno usklađeni kao i prema drugim zahtevima u vezi prirode i predela. Viši ciljevi plana predela su prema tome osiguranje i razvoj, za potrebe ljudske zajednice, optimalnih i trajnih materijalnih i nematerijalnih efekata prirodnih resursa. Oni obuhvataju sledeće uređivačke i ekološke podciljeve, koji se uzajamno prožimaju i uslovljavaju, na različitim nivoima i pod različitim aspektima: (a) Obezbeđenje i razvoj optimalnih ekološko‐bioloških i strukturalno ‐ vizuelnih predeonih celina; (b) Obezbeđenje ekološki vrednih prostora kroz stvaranje integriranog sistema zaštićenih prostora (područja zaštite prirode i predela, prirodnih spomenika, zaštićenih delova predela, zaštite područja šuma i voda) kao i zaštite autohtonih biljaka i divljih životinja (zaštita vrsta) (c) Obezbeđivanje i stvaranje optimalnih veza korišćenja sa ekološke i strukturalno‐vizuelne tačke gledišta, sa minimalnim uzajamnim oštećenjem korišćenja (minimiziranje kroz upotrebu mera zaštite i nege), odnosno maksimalnog uzajamnog uticaja u smislu unapređivanja. Upoređivanjem ciljeva inženjerske biologije sa ciljevima plana predela, može se zaključiti, da se ciljevi inženjerske biologije preklapaju sa ciljevima plana predela, pre svega, u tački c) ali i delimično u tavčkama a) i b). Iz toga proizilazi, da je inženjerska biologija sredstvo, odnosno radno područje plana predela i da sa planom predela ostvaruje deo svojih ciljeva. To svakako ne znači da se inženjersko biološke mere primenjuju samo u planu predela, već se u praksi one planiraju i izvode i u drugim stručnim oblastima, kao na primer, u vodoprivredi i šumarstvu. Pod ʺživim materijalomʺ podrazumevaju se delovi biljaka, cele biljke i biljne zajednice. Pošto se u inženjersko ‐ biološkim merama koriste najviše same biljke ili u kombinaciji za neživim materijalom (npr.: pri polaganju zastora, odnosno kod izgradnje ozelenjenog suvozida, popločavanja ili izgradnje zidova od raster betonskih elemenata), za sve inženjersko ‐ biološke “građevine”, pod izrazom “živi materijal”, podrazumevaće se delovi biljaka, biljke ili biljne zajednice. Pod ʺkorišćenjemʺ podrazumevaju se korišćenja prostora, kao što su: poljoprivreda, uključujući vrtlarstvo, šumarstvo, vodoprivredu, naselja, saobraćaj; industrija, uključijući dobijanje energije i snabdevanje energijom; odmor i rekreacija; i zastita prirode u svim formama zaštite. ʺUnapređivanjeʺ tih korišćenja prostora interpretirano je kao omogućavanje, obezbeđivanje i optimizacija korišćenja prostora. Prema jednima, u smislu omogućavanja INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
velike ekonomeke dobiti, kao što je, dostizanje visoke produktivnosti područja pod vegetacijom, ostvarivanje najboljeg mogućeg funkcionisanja saobraćaja ili u stvaranju površina za odmor koje ispunjavaju rekreacione efekte. Prema drugima, u smislu trajnih mogućnosti intaktnih predeono‐ekoloških efekata, kao na primer, kod poljoprivrednog krišćenja u dobrom funkcionisanju biološke borbe protiv insekata, ili na vodama, u efikasnom prirodnom samoprečišćavanju. Naravno, ne na kraju, kroz omogućavanje snažnih humano‐ekoloških efekata, koji su naznačeni činjenicom da se čovek dobro oseća i da nije telesno ugrožen i u onim delovima predela koji nisu primarno određeni za rekreaciju i odmor. Zahtevi koje inženjersko ‐ biološkim marama postavljaju pojedina korišćenja biće postignut kroz: Metode inženjerske biologije, koje su primenjene na ugroženom korišćenju prostora, kao na primer, kroz vetrozaštitne pojaseve sa ciljem uvečanja poljoprivrednih prinosa, ili zelenilo duž saobraćajnica, sa ciljem poboljšanja sigurnosti odvijanja saobraćaja. Inženjersko ‐ biološke metode koje poboljšavaju veze različitih korišćenja. To jest, jednom, za minimiziranje ili isključivanje štetnih uticaja jednog korišćenja prostora na drugo, na primer, kroz ozelenjavanje između saobraćajnice i rekreacionog područja u cilju umanjenja prašine i emisija buke, ili kroz sadnju između naselja i stovaršta u cilju stvaranja vizuelne barijere. Ili za umanjenje ili otklanjanje suprotnih štetnih efekata, kao na primeru, tekučih voda i poljoprivrednog krošćenja, gde inženjersko ‐ biološke mere, sa jedne strane, štite poljoprivredu od šteta izazvanih vodom (obrušavanje obale), a sa druge strane, vodeni tok od trajnog uticaja poljoprivrede (npr.: eutrofizacija, pesticidi). U odnosu na zahteve koje postavljaju pojedina korišćenja mogu se dalje razlikovati: profilaktične (izbegavajuće) mere inženjerske biologije, za otklanjanje mogućih šteta, odnosno za postizanje, po mogućstvu povoljnih efekata (npr.: osiguranje kosina pri zemljanim radovima ili vetrozaštitni pojasevi za osiguranje poljoprivrednih prinosa), kao i mere za odklanjanje upravo nastalih šteta ili štetnih uticaja (npr.: metode isušivanje). 1.2 Objekti koji su izgrađeni biološko ‐ inženjerskim merama kao ekosistemi 1.2.1 Sastavni delovi i svojstva ekosistema Ako se znaju i ako tačno mogu da se procene efekti inženjersko ‐ bioloških objekata, kao na primer, zaštita od vetra ili osiguranje obala pomoću vrsta trske i vrbe, tada je činjenica da će kroz inženjersko ‐ biološke metode biti ugrađeni prirodni ili prirodi bliski ekosistemi, odnosno delovi ‐ ekosistema. Stoga što će ugrađivanjem “živog” biljnog materijala biti stvorena istinska osnova za razvoj takvih ekosistema. Ovde se mogu objasniti samo neka tipična svojstva tih ekosistema; pre svega takva, koja imaju značaj za čovekovu životnu sredinu, odnosno bio‐inženjerske mere u funkciji izgradnje ekosistema. U odnosu na pojedinosti o ekosistima naročito su značajni sledeći autori: Ellenberg (1973 i 1978), Schwerdtfeger (1975) i Tischler (1976). Pod ekosistemom se podrazumeva sklop međusobnih uticaja živog sveta i njihove abiotičke sredine, odnosno sklop međusobnih uticaja biocenoza (životnih zajednica biljaka i zivotinja) i njihovih biotopa (mesta življenja), koji se više ili manje nadalje održavaju kroz samoregulaciju. Oni su prostorno i vremenski otvoreni sistemi. INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
To znači, prema jednima, da po pravilu ekosistemi nemaju prostorno oštre granice, oni su ʺspoljaʺ, dakle pod uticajem susednih ekosistema i vrše sopstveni uticaj na okolinu, dakle na granične ekosisteme, kao na primer, kroz izmenu živih bića, hranljivih materija i energije. Prema drugim, ekosistemi imaju vremenski otvorenu dimenziju, oni se kontinuirano dalje razvijaju, od sistema jednostavnih struktura do sistema komplikovanih strukturnih, ali i ‐ naročito kroz čovekove uticaje ‐ mogu se povratno razvijati u susprostnom pravcu (progresivne i regresivne sukcesije). Prema Ellenberg (1978) pre svega u ekosistemima se mogu razlikovati četiri glavna sastavna dela, koja stoje u dimaničkoj ravnoteži, kao posledica uskih međusobnih uslovljenosti: ⋅
Primarni producenti (proizvođači) autotrofni organizmi, dakle naročito asimilirajuće (zelene) biljke; ⋅
Konzumenti (korisnici, oni koji se hrane živim bićima). Heterotrofni organizmi, dakle pre svega životinje, koji se mogu podeliti u phytophage (biljojedi), zoophage (mesojedi, grabljivice) i parazite (nametnici); ⋅
Destruktori (razlagaći). Mineralizatori koji se pre svega sastoje od bakterija i gljiva kao i saprophaga (korisnici otpadaka); ⋅
Abiotičke sredine. Zračenje, tj. svetlo i toplota; čvrste i gasovite materije, tj. mineralne materije, voda, O2 i ugljen dioksid (CO2); prostorna struktura, tj. mediji (na primer voda) i njihove promene kao površina, visina i supstrat; drugi abiotički uticaji kao poremećaj, vatra i dr. U ekosistemima se ustvari događa sledeće: Primarni producenti grade organsku materiju kroz fotosintezu (asimilaciju), korišćenjem sunčevog zračenja, ugljen dioksida, vode i mineralnih materija, odnosno oni pretvaraju energiju svetla u hemijsku energiju, sa kojima se ostali organizmi ekosistema prehranjuju. Primarni producenti služe konzumentima i to biljojedima, a ovi mesojedima kao hrana. Kod mesojeda mogu se razlikovati različite grupe ili rašćlanjavanja, koje stoje međusobno u odnosima plen ‐ grabljivica. Usled izumiranja biljaka, ili delova biljaka, ili usled uginuća životinja, ostaje mrtva organska supstanca, koja će biti razložene od strane destruktora. Jedan deo će biti korišćen od saprofaga, kao hrana. Mineralizatori zahvataju mrtve organskihe materije kao i sastavne (otpadne) produkte saprophaga i razgrađuju ih na mineralne materije, ugljen dioksid i vodu, ukoliko ih ne koriste za ugradnju u sopstvenu biomasu. Saprofage i mineralizatori su pored toga hranljiva podloga različitim konzumentima. Produkti razgrađivanja, mineralne materije, ugljen dioksid i voda biće, ukoliko se one ne iznosi iz ekosistema, ponovo iskorišćeni od strane producenata i delimično, u vezi sa fotosintezom, koristiće se za izgradnju nove organske supstance. Ova događanja u ekosistemima su delimično karakterisana kruženjem materije i toka energije, u šta mi ovde nećemo ulaziti. Spomenuti su bili promet vode, kružni tok ugljen dioksida i kiseonika, kao i kružni tok mineralnih materija. Naročito brojni ekositemi postupaju veoma štedljivo sa mineralnim materijama, kako bi se ona ponovo vratila i INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
uključila u kružno kretanje. Kroz kruženje materije različiti ekosistemi biće međusobno povezani, u kojima će biti izmenjena živa bića i abiotičke materije. U suprotnosti sa tokom materije, pri energetskom posmatranju ekosistema, mora se govoriti o toku energije. Kako je već objašnjeno, autotrofne biljke gomilaju, pomoću fotosinteze, energiju zračenja sunca u hemijskoj formi. Pritom biljke koriste samo vrlo mali deo sunčeve energije, koja maksimalno, prema sadašnjim saznanjima, iznosi jedva 5%. Ta energija vezana u biljkama biće tada kroz lance ishrane, ili bolje kroz mrežu ishrane, nadalje, uvek ponovno preobračena i teći će napolje iz ekositema kao neiskorišćena toplota disanja (Ellenberg 1973). 1.2.2 Inženjersko ‐ biološki efekti Ekositemi su suprotno ʺtehničkimʺ sistemima, koji su sastavljeni iskljčuvo od neživih sastavnih delova, sastavljeni od abiotičkih i biotičkih elemeneta i stoga ne podluže samo hemijsko/fizičkim, već i biološkim, odnosno ekološkim zakonomernostima. Na osnovu toga, ekosistemi, u odnosu na njihovo inženjersko ‐ biološko dejstvo, imaju pre svega sledeće prednosti (Schlüter 1971b): ⋅
Oni imaju sposobnost samoregulacije, dakle mogu, duže ili kraće vreme, sami da se održavaju, bez čovekovog uticaja. Oni mogu do izvesnog stepena da na različite načine kombinuju svoje sastavne elemente; postojeće elemente da dopune novim; druge elemente dodatno da prime, ali i da iskljuće postojeće elemente bez nadoknade. Primer: Žive biljke preuzimaju funkciju izumrlih biljaka. Pojedine vrste biljaka i životinja biće potisnute i tada dopunjene novim vrstama biljaka i životinja. ⋅
Pokazuju mogućnost regeneracije i u položaju su da delimićno oštećene elemente ponovo uspostave. Primer: mehanički oštećene biljke imaju sposobnost regeneracije. Oni mogu jedan deo njihovih elemenata samostalno da razvijaju do stepena visokih efekata. Primer: Prožimanje zemljišta korenjem deluje na učvršćivanje zemljišta. ⋅
Oni omogućavaju prostorno širenje usled rasta ili umnožavanje svojih elemenata. Primer: Biljke rastu. Iz ovih svojstava mogu se izvesti prednosti ali i nedostaci inženjersko ‐ bioloških načina gradnje u poređenju sa ʺtehničkimʺ građevinama. Inženjersko ‐ biološke građevine pokazuju sledeće prednosti: a) One nisu izložene trošenju i razaranju posle završetka izgradnje, kao veliki deo tehničkih građevina, već sa razvojem dostižu stabilnost i funkcionisanje. One se same dalje izgrađuju. Ovo počiva pre svega na sledećim pogodnostima: ⋅
one su u položaju samostalno da izglade ili otklone mala oštećenja; ⋅
one mogu same da se prilagode do izvesne mere izmenjenim uslovima sredine; INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
⋅
Slika 1.2.2.1 Trska 3 meseca nakon sadnje one mogu samostalno dalje da razvijaju objekte koji se šire, koji su kompleksni, efektni i stabilni (Slika 1.2.2.1); b) mada ʺtehničkeʺ građevine mogu da ispunjavaju predeono ekološke efekte (npr.: zastita od vetra korišćenjem asura), preko inženjersko ‐ bioloških objekata postižu se predeono ‐ ekološki efekti, koji se krozʺ tehničkeʺ građevinske radove ne mogu postići: npr.: uticaj na kruženje vode kroz transpiraciju. c) struktura biljaka, proizvodi vizuelne efekte, koji se ʺtehničkimʺ građevinama ne mogu postići (Slika 1.2.2.2). Inženjerko ‐ biološke građevine ipak imaju nedostatke, u poređenju sa tehničkim, koji se ne mogu prevazići: a) Dok za ʺtehničkeʺ građevine stoji na raspolaganju veliki broj materijala (kao na primer, prirodni kamen, veštački kamen, beton, metal, veštački materijali) kod inženjersko ‐ bioloških je na raspolaganju samo biljka. To sužava, kao i na osnovu njihovih sposobnosti i karakteristika, mogućnosti njihove primene : ⋅
one moraju da budu ograničene na područja u kojima uslovi staništa odgovaraju uslovima života vegetacije; ⋅
biljke u inženjersko – biološkim objektima ne razvijaju se uvek bez oštećenja, dok ʺtehničkeʺ građevine ne mogu tome da budu izložene; ⋅
stoga biološko – inženjerske mere ne mogu da reše sve zadatke, koji se inače mogu rešiti “tehničkimʺ metodama građenja. b) Suprotno tehničkim objektima, koji su po pravilu nakon završetka preuzeli funkciju, “živi” materijal u početku ne ispunjava optimalne efekte, tj. dostiže svoj optimum tek nakom više godina. Slika 1.2.2.2 Ista trska u drugom vegetacijonom periodu c) Inženjersko ‐ biološke mere zauzimaju više mesta od ʺtehničkihʺ objekata. Prednost je, ustvari, korišćenje obe metode građenja. Stoga je dobra kombinacija inženjersko ‐ bioloskih građevinskih materijala sa neživim materijalom. INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Sa inženjersko ‐ biološkim objektima mogu se postići različiti efekti. Na velikim prostorima može se osigurati zemljište od erozije (spiranja, denudacije1), sanjiranje klizišta, sprečiti ispiranje tla i dr. Pored toga, mogu inženjrsko ‐ biološki objekti poboljšati mikroklimu (npr.: zaštitni pojasevi od vetra), prečištiti vode (npr.: pojas sa trskom), kao i u velikom stepenu obezbediti zaštitu od buke i emisija prašine i odsjaja na saobraćanicama (npr.: zaštitni pojasevi protiv buke, prašine i odsjaja). Pored toga inženjersko ‐ biološki objekti su biotopi za brojne vrste biljaka, odnosno biocenoze (Slika1.2.2.4) i doprinose ulepšavanju slike predela. 1.2.3 Značaj za prirodu i čoveka Značaj inženjersko ‐ bioloških objekata je najpre u njihovom dejstvu na dato korišćenje prostora; ispunjavanje cilja zbog koga su izgrađene. Nezavisno od toga da li je planirano, ili se radi o povoljnom ʺsporednom efektuʺ, biološko ‐ inženjerski objekti dobijaju veliki značaj u činjenici da su to biotopi; tom činjenicom deluju suprotno osiromašivanju predela sa staništima za biljke i životinje i doprinose ekološkoj raznovrsnosti predela. Ta ekološka raznovrsnost je neophodna na osnovu sledećeg: 1. Vrste biljaka i životinja odnosno biocenoze treba održavati: Slika 1.2.2.4 Primer značaja inženjersko ⋅
zbog njihovog poznatog značaja za bioloških objekata kao biotopa. Živica na zemljanom nasipu nastanjena je sa 25 vrsta komponente predela i njihove međusobne insekata (Tischler 1972) uticaje i samim tim za čoveka; ⋅
prema drugima, zbog njihovog još nepoznatog značaja, i u tom slučaju postavljanja cilja, da se kroz održavanje velikog bogastva vrsta, pod datim okolnostima, izbegavaju oštećenja prirodnih komponenata (vode, vazduha, zemljišta, biljaka i životinja) i njihovih međusobnih uticaja, što opet ima velikog značaja za čoveka; ⋅
pored toga, da se vrstama obezbede biološki osiromašena područja, kako bi ih one ponovno naselile; ⋅
da se zadrži potencijal gena za razmnožavanje; ⋅
i ne na kraju, sa stanovišta etike; sto znači, da se i za budućnost zadrži raznovrsnost biljaka koja je nastala u toku evolucije i da se ne razori mogućnost daljeg razvoja života. 1
otkrivanje, ogolićenje; geol. zajednička delatnost erozije i raspadanja, zbog koje, usled odnošelja zemlje, dolazi do snižavanja tla. INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
2. Raznovrsno struktuirani ekosistemi, po pravilu, su stabilniji i mogu se, kroz samoregulaciju, bolje i brže prilagoditi promenjenim uslovima sredine, odnosno kroz višestrane mogućnosti kombinacija elemenata ekosistema. Stoga ekositemi jednostavne strukture, kao na primer, monokulture, lako su uništive kroz kalamitet štetočina ili druge prirodne katastrofe. 3. Stoga nije isključeno, da raznovrsno struktuirani ekosistem, prostorno jedan pored drugog, kao i kombinacija stabilnih ekosistema sa ekosistemima jednostavnih struktura, i stoga male stabilnosti, deluje povoljno na mogućnost samoregulacije i stabilizacije većih predeonih celina. To uzajamno dejstvo, na primer, upućuje, u agrarnom predelu, na značaj zaštitnih pojaseva od vetra i na biološku borbu protiv štetočina. 4. Na kraju raznovrsnost doprinosi vizuelnom unapređenju predela i time prijatnijem doživljaju tog predela od strane čoveka. Svakako stvaranje raznovrsnosti, samo po sebi, još uvek nije uređenje predela. Ipak ono je predpostavka; pošto monotonija, samo u retkim slučajevima, vodi vizuelno zadovoljavajućem rešenju. 2. PLANIRANJE BIOLOŠKO INŽENJERSKIH MERA 2. 1. Inženjersko ‐ biološke mere u sistemu planiranja predela Prema svetskim iskustvima planiranje predela može da bude: 1. Ili samostalno stručno planiranje, ili se u nekim zemljama javlja kao stručni prilog drugim stručnim planovima, dakle, planiranje predela je ʺorijentisano na prožimanjeʺ drugih stručnih planova. 2. Obe vrste planiranja predela javljaju se na različitim nivoima planiranja (od nivoa zemlje, regiona, okruga, opštine) ili obuhvataju pojedinačne objekte. Predlozi za inženjersko ‐ biološke mere moraju se što pre uvoditi, u oba načina planiranja predela, kako bi se povečale šanse realizacije. Tako već u programima predela i okvirnim planovima predela (što je slučaj namačkog zakonodavstva u oblasti planiranja predela), odnosno u istraživanju nosivosti predela i rizikoanalizama (kod nas analizama uticaja objekata na životnu sredinu) treba zastupati programske postavke o inženjersko ‐ biološkim merama i razvijati okvirne koncepte ovih mera. Nakon toga treba ih konkretizovati na nižim nivoima planiranja u planove predela na nivou opština i prilozima nege predela. Na kraju, u izvođačkim planovima, zahtevaju se detaljnija obrazloženja izgradnje, planovi ozeljenjavanja i određivanje smese trava. U sledećem biće dati neki primeri planiranja predela gde su unete inženjersko ‐ biološke mera ‐ primeri su iz nemačke prakse planiranja predela: INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Na nivou planiranja predela kao samostalnog stručnog plana za Okvirni plan predela Baden‐Württemberg (1983) i za Okvirni plan za region Rheinpflaz ‐ Okrug Südpflaz (Kiemstedt 1980) bilo je predviđeno: ʺ2.5 vodoprivreda ... prirodno uređenje i ozelenjavanje obala vodotoka uz obrazloženje njihovog istovremeno pogodnog uticaja na brojni biljni i životinjski svetʺ. ʺ2.9 napuštanje površinskog kopa rudnog ležista ... nakon napuštanja treba izvršiti rekultivaciju, umetanje i povezivanje sa predelom. ʺ2.10 Otpaci... rekultivacija starih deponija smećaʺ. “Deo VII... 4.4.1 poljoprivreda ... ponovno oživljavanje prostora kroz sadnju drveća a u saglasnosti sa zahtevima ekološke stabilizacije. Prilagođavanje sadnje reljefu i omogućavanje raščlanjavanja prostora, naročito na niskim terasama i komasiranim vinogradima. Sadnja se zahteva u vezi izgradnje saobraćajnica i vodenih površina.” “Deo VII...4.4.12 odstranjivanje odpadaka... izbor mesta (tj. bez opasnosti i higijenski povoljnog). Mere poslovanja i rekultivacije treba da su tako izabrane za buduća postojenja, da je uravnotežen uticaj na komponente predela i sliku predela. U istraživanju nosivosti predela (Carryng‐capacity) takođe se nalaze upustva Slika 2.2.1 Šema toka planiranja inženjersko‐ bioloških za inženjersko ‐ biološke mere. Tako je na mera primer, u istraživanju uticaja autoputa L288n i nosivosti predela Haan/Hiklden (Langer et al 1981) predviđena ʺ ivična ‐ rubna sadnja, pojaseva, kao zaštita od buke, sadnja drveća na škarpama duž puta i za zaštitu od buke i pogledaʺ ‐ kako bi se umanjila oštećenja izgradnjom saobraćajnice. 2.2. Razvoj inženjersko biološkog okvirnog koncepta Pod inženjersko biološkim okvirnim konceptom podrazumevaju se iskazi o tome koje se korišćenje zahteva i sa kojim merama, odnosno podciljevima biološko inženjerskih mera. (Primeri: zahtevi ʺvodoprivredeʺ kroz podcilj ʺosiguranje obalaʺ; Zahtevi ʺpoljoprivredeʺ kroz podcilj ʺzastita od vetraʺ). Ovaj okvirni koncept je pre svega razvijen iz informacija o zahtevanom korišćenju prostora i postojećeg stanja uključujući postojeća i moguća oštećenja (Slika 2.2.1). Na kraju treba razjasniti kojim korišćenjima treba da služe biološko ‐ inženjerske mere. To znači da je inženjersko ‐ biološke mere potrebno tek tada planirati kada je utvrđeno krajnje korišćenje prostora. Tako na primer, nije poželjno planiranje zaštite obala bagerskog jezera – šljunčara, ako nije utvrđeno njegovo dalje korišćenje, odnosno namena. INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
U ovom stadijumu planiranja treba pobliže analizirati sadašnja stanja staništa na kojima treba da budu sprovedene i inženjersko ‐ biološke mere. Pod pojmom ʺstaništeʺ obuhvaćene su postojeća, odnosno nedostajuća vegetacija i celokupnost prirodnih faktora, čiji razvoj je više ili manje pod uticajem čoveka. Za ovaj koncept su po pravilu dovoljne informacije o klimi (temperature, padavine, vetar, antropogeno zagađenje vazduha), zemljištu (vrsta zemljišta, tip zemljišta, sadržaj vlage, toksični materijali), stenovitosti, reljefu, realnoj i potencijalnoj vegetaciji, kao i zajednički efekat stanišnih uslova. Pošto zahtevi koršćenja prostora obuhvataju odstranjivanje postojećih kao i mogućih šteta, kao na primer,pojava erozionih brazda usled obrade zemljišta, treba ispitati, takođe, da li ova oštećenja postoje ili se očekuju. 2.3 Izrada inženjersko ‐ biološkog izvođačkog plana Pod inženjersko ‐ biološkim izvođačkim planom podrzaumevaju se detaljna upustva za izvođenje zahtevanih inženjersko ‐ biloških mera. Prema jednima, inženjersko ‐ biološki izvođački plan razvija se iz upravo predloženog okvirnog koncepta, na osnovu zahteva određenih korišćenja prostora i podciljeva inženjersko ‐ bioloških mera (Slika 2.2.1). Pored toga ovde je potrebno detaljnije istraživanje stanišnih uslova. Sa te tačke gledišta od naročitog značaja su sledeće informacije: • Klima (temperature i padavine, svrsishodnije je iskorišćavanje klimadijagrama; učestalost pravaca vetra i jačina vetra; antropogeno zagađivanje vazduha) • Zemljište (tip zemljišta i vrste zemljišta, za ovo se često preporučuje otvaranje profila; sadržaj humusa i hranljivih materija uključujući elemente i u tragovima; PH‐vrednost; sadržaj toksičnih materija, kao na primer, teških metala; zbijenost tla; sadržaj vode u zemljištu uključujući vlažna mesta, staništa sa podzemnom vodom i pojava voda) • Stenovistost (vrsta stenovitosti, struktura, kao na primer, slojevitost; horizontalne i vertikalne pukotine) • Reljef (nagibi; visinske razlike; ekspozicija) • Vegetacija (realna vegtacija; današnja potencijalna prirodna vegetacija koja je posledica (pokazatelj) stanišnih uslova; ugrožene vrste biljaka) • Fauna (naročito izumiranje ugroženih vrsta) • Rrealne i potencijalne štete ili oštećenja, kao efekat zajedničkog ili suprotnog dejstva faktora staništa (npr:. površinska i brazdasta erozija, odronjavanje obale, klizenje škarpi) uključujući prouzrokovaće šteta. Pored ovoga za pojedine objekte je potrebno tražiti specifične informacije, kao na primer, za inženjersko ‐ biološke mere na vodi: podaci o sadržaju hranljivih materija u vodi i zagađenje voda, kao i visina i godišnje promene nivoa voda, ili kod bioinženjerskih metoda sanacije deponija smeća: podaci o sastavu smeća i moguće pojave toksičnih gasova, kao na primer, metana. U ovoj fazi planiranja je,pored toga, potrebno ustanoviti vegetacionu struktura, kroz koju će biti postignut podcilj inženjersko ‐ bioloških mera; na primer, sa trskom; livadom; žbunjem ili drvenastom vegetacijom ‐ šumom. Ona se ustanovljava pre svega na osnovu INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
saznanja o datom korišćenju prostora, podcilju bioinženjerske mere i uslovima stanista (Slika 2.2.1). Dakle, izrada inženjersko ‐ biološkog izvođačkog plana dobija se pretežno iz korišćenja prostora, podciljeva plana predela (ako se on radi), uslova staništa i planirane vegetacijone strukture. On se ograničava pre svega na (Slika 2.2.1): ⋅
izbor bio‐inženjerskih metoda ⋅
prostornog rasporeda inženjersko ‐ biološkog objekata ⋅
vreme izvođenja mera ⋅
procene obima izgradnje ⋅
mera održavanja ⋅
obračuna cene koštanja Kod izbora biološko inženjerskog metoda izgradnje treba proceniti današnje poznate bio‐inženjerske metode, utvrđene u okvirnom konceptu, kao npr.: polaganje vrbovog pruća za zaštitu obala ili ugradnja živica za učvršćivanje nagiba. Metode izgradnje se mogu podeliti na: izbor materijala za izgradnju (živ ili neživ), izbor načina gradnje, promene uslova staništa i mere za ʺnegu ‐ obnavljanjaʺ. Pod prostornim rasporedom se podrazumeva položaj inženjersko ‐ bioloških građevinskih objekata na terenu. On obuhvata na primer, planiranje sistema zaštite od vetra ili utvrđivanje današnjih oštećenih delova obala reke, na koje treba, za osiguranje obale, postaviti pletare od vrbovog pruća. Plan se radi najčešće u razmeri 1: 500 do 1: 5000. Nakon toga se razvija plan vremenskog sprovođenja mera izgradnje; na primer, predstava o vremenu početka i trajanja izgradnje, preko redosleda, početka i trajanje pojedinih faza izgradnje kao i o trajanju nega obnove. Ovo nije samo neophodno kako bi se dao naručiocu pregled predviđenog vremena izvođenja i koštanja, već i zbog pravovremenog izvođenja mera. Na kraju treba naročito razmotriti sledeće. Mere biološke izgradnje predela, kao posledica srazmerno laganog rasta biljaka, često dostižu pun efekat tek za nekoliko godina, pa je stoga dobro, da se što pre sprovedu, kako bi se do nekog stepena ublažio taj nedostatak. Često je moguće i treba početi sa izvođenjem već kada određeni objekat, kao su, na primer, ulica, regulacija tekućih voda, deponije, promene suvih i vlažnih staništa, još uvek u izgradnji, odnosno u upotrebi. Pod procenom obima mera izgradnje se podrazumevaju podaci o obimu radova (npr.: m3 iznošenja zemlje, m2 planiranih površina, utrošak površina i vremena za negu obnavljanja) i drugo o predpostavkama utrošenog građevisnkog materijala (npr.: količina biljaka, m3 stena, kolaca, žice). Ovo nije samo osnova za procenu koštanja već i prilog za određivanje planiranog vremena sprovođenja radova. Na osnovu tih podataka mogu se pravovremeno nabaviti materijali za sprovođenje radova. U vezi sa tim potrebno je pravovremeno zaključiti dogovor sa rasadnicima o isporuci određenih vrsta biljaka i količini. Za izvesni vremenski period treba obezbediti financiska sredstva za održavanje. Mere održavanja su već sagledane u biološko ‐ inženjerskom izvođačkom planu i takođe ih je potrebno uzeta u obzir u proceni koštanja (Primer: ponavljanje polaganja položenica u cilju podmlađivnja staništa). Pritom nije neophodno, i često je nemoguće, tačno utvrditi trenutak INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
u kome će se sprovesti održavanje. Često se to svodi na predviđanje takvih neizbežnih mere i procenu verovatnog koštanja, i sa tim pravovremenog planiranja sredstva. Na kraju se daje procena košanja izvođenja ovih mera, uključujući završne mere nege i održavanje. Takva procena koštanja daje naručiocu pregled očekivanih finansijskih opterečenja. Izrada inženjersko biološkog izvođačkog plana sledi po pravilu u planovima predela koji su prilog stručnih planova na nivou planiranja objekata, pre svga u pratećem planu nege predela. Zakonske predpostavke za preduzimanje inženjersko ‐ biološkog izvođačkog plana nalaze se i u našem Zakonu o zaštiti životne sredine, odnosno Zakonu o zaštiti prirode (nažalost nisu deklarativno date već se mogu predpostaviti). Drugi osnov za njihovo uključivanje su obaveze izrade Analize uticaja objekata na životnu sredinu kao i Strateške analize uticaja, zakonski regulisane u našem zakonodavstvu. Dalje mogućnosti za inženjersko ‐ biološke mere nude brojne smernice u okviru Zakona o šumama, Zakona o vodama i Zakona o poljoprivrednom zemljištu, kao na primer: uvažavanje zaštite prirode i nege predela pri komasaciji, u hidrogradnji ili iskorišćavanju šuma. 2.4 Odlučivanje o inženjersko ‐ biološkim merama gradnje Ne moraju se u svakom slučaju “štete” ili “oštećenja upotrebiti biološko ‐ inženjerske mere. Na razmišljanje, da li su ovakve mere upotrebljive ili ne navodi, sa jedne strane, nedostatak različitih biotopa za različite vrste, ali i potrebe istraživanja kao i formiranja demonstracionih objekata. Ovo stoga, što će kroz realizaciju bio‐inženjerskih mogu uništiti vredni biotopi i stoga što se bio‐inženjerskim merama stvaraju novi biotopi. Tako su na primer, odroni obala na tekućim vodama sa ekonomskog stanovišta šteti, pošto ugrožavaju granična korišćenja ili namene prostora. Gledano sa stanovišta ekologije oni predstavljaju vredne biotope za legla ptica. Manje ili više strme kosine kamenoloma ne moraju u svakom slučaju da budu ozelenjene i ublažene, pošto one mogu da služe kao staništa za retke ili istrebljene biljke, ili mogu da budu koriščene za pračenje sukcesije ili kao geološki demonstracioni objekti. Takvi primeri pružaju se od virova na tekućim vodama, strmim odsecima bagerskih jezera, do pokretnih pešćanih dina i dr. Odluka, da li će sa inženjersko ‐ biološkim merama biti postignuti povoljni efekti, odnosno biti otklonjene“štete” zavisi od pažljivog odmeravanja prednosti i mana. 3. INŽENJRSKO BIOLOŠKE METODE IZGRADNJE 3.1. Zajedničko Kako je već u prethodnim poglavljima prikazano inženjersko ‐ biološke metode mogu se podeliti na: 1. izbor građevisnog materijala, 2. izbor načina izgradnje, 3. promene stanišnih uslova i INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
4. negu pripodizanju. Između prva tri pomenuta radna koraka postoje uzajamni odnosi, u kojima svaki korak utiće na ostale ili je pod uticajem druga dva. Nasuprot, nega pri podizanju zavisi od prva tri pomenuta koraka, ali po pravilu ih ne menja. Planovi izvođenja inženjersko ‐ bioloških metoda izvode se pretežno u razmeri 1: 10 do 1: 250. 3.1.1 Izbor materijala Inženjersko ‐ biološko metode mogu da budu izvedene sa živim materijalom ili sa kombinacijom živog i neživog materijala. Izbor materijala podešen je prema: a) zahtevima proizašlim od ugroženog korišćenja prostora, b) nepromenjenim ili u okviru mera izgradnje promenjenim uslovima staništa, c) planiranoj strukturi vegetacije, d) prema predviđenom načinu izgradnje; na primer, kada su načini izgradnje planirani uz predpostavka lakog ožiljavanja delova biljke. Tako se na primer, za izgradnju pletara zahteva se primena grana određenih vrsta vrba koje se lako ožiljavaju. 3.1.2 Vrste materijala 3.1.2.1 “Živi” materijal Živi materijal može se podeliti na pojedinaćne grđevinske elemente i složene građevinske elemente (Schlüter 1971b): a) Biljke u podpunosti sa korenom i nadzemnim izdankom, drvenaste ili zeljaste biljke b) Delovi biljaka • Drvenasta reznice dugačke 25‐30 cm, debljine 1 cm, sa sposobnošću ožiljavanja nerazgranatog dela odrvenjenog nadzemnog izdanka; • Odrvenjeni kočići 50 ‐120 cm dugački, najmanje 3 cm debljine sa sposobnošću ožiljavanja nerazgranatog dela odrvenjenog nadzemnog izdanka; • Motke preko 150 cm dugačke, sposobane za ožiljavanje nerazgranatog dela jakog, odrvenjenog nadzemnog izdanka; • Pruće dužine preko 120 cm sa sposobnošću ožiljavanja nerazgranatog dela savitljivog, drvenastog nadzemnog izdanka; • Grančice INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
tanje, najmanje 50 cm dužine, sa sposobnošću ožiljavanja razgranatog dela odrvenjenog nadzemnog izdanka; • Grane deblje, najmanje 50 cm dužine, sa sposobnošću ožiljavanja razgranatog dela odrvenjenog nadzemnog izdanka; • Grm pomešano od grančica i grana koje se lako ožiljavaju; • Stabljike trske sa sposobnošću ožiljavanja, po pravilu nerazgranati delovi neodrvenjenog nadzemnog izdanka; • Izdanci (ponik) podzemni; • Delovi korena sa sposobnošću deljenja delova odrvenjenog i neodrvenjenog korenja; c) Setva pomešano iz semena i ovojnice semena, ljuspi, plodova i plodonosnih omotaća; Složeni građevinski elementi sastoje se iz više pojedinačnih građevinskih elemenata i mogu se u toj formi prethodno pripremiti i liferovati na mesto izgradnje i zatim ugraditi. U tu grupu spadaju: a) Fašine od živog materijala ⋅
povezano pruće ili grane, prosećne debljine 10 ‐ 15 cm i dužine 200 do 400 cm; b) Parče treseta, ledine, bale, busena ⋅
parčad biljne zajednice veličine oko 30 x 30 cm i debljine 2,5 do 4 cm c) Parče ledine, utrina (travni tepih) ⋅
veličine 30 x 167cm i 1,5 do 2,5 cm debljine, deo zajednice biljaka u vidu tepiha, često zajednice trava. Dimenizija 30 x 167 je izabrana zato što dve trake površine čine 1 m2. d) Razastiranje slame (malč) ⋅
sastavljen od organskih supstanci u vidu tepiha sa semenom u ili na pokrivaču. Pored toga živi građevinski materijal razlikuje se prema vrsti biljaka. Na primer, grane vrbe su drugačiji građevinski materijal od grana topole. 3.1.2.2 Neživi građevinski materijal Od neživog materijala koji se koristi za biološko ‐ inženjerskke mere treba naročito spomenuti: ⋅
drvo (daske, grede, kočići, klinovi); ⋅
prirodni kamen (stene, šljunak, tucanik, ploće, kamen za kaldrmu i dr.); INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
⋅
veštački kamen (npr.: puna opeka, perforirana opeka, šuplji blokovi od različitog materijala, kao gline, krečnjaka, betona i dr.); metal (cevi, šipke, žićani pletari, žica, ekseri, zavrtnji i dr.); čvrsti veštački materijali (blokovi, železnički pragovi, tkanja, prepleti i dr.) ; tečni veštački materijali (emulzije). ⋅
⋅
⋅
3.1.2.3 Kombinacija živog i neživog materijala Inženjersko ‐ biološke metode je moguće izvesti isključivo sa živim materijalom ali povoljnije su kombinacije živog i neživog metrijala, pošto se ova dva metrijala dopunjuju. U upotrebi su samo oni neživi materijali koji nisu toksični za biljke. Ovi materijali često moraju da ostvare pravu vezu sa živim materijalom. Ova kombinacija se sastoji od toga da neživi materijal, u zemlji ili na njegovoj površini, gradi čvrst skelet sa međuprostorima, koji se ispunjavaju biljkama, i koji je prožet korenovim sistemom. Stoga mogu da se upotrebljavaju samo neživi materijali koji štite tlo, ali ne beton ili popločavanje bez međuprostora, ili bitumen kao kompaktan pokrivač. Naročito su pogodni, između ostalog, nasipi stena i šljunka, ploče sa što širim fugama, kao i suviozidi i zidovi od gotovih betonskih elemenata. Često se postavlja pitanje, da li biljke svojim rastom neće polomiti zastore i suvozide. To je samo onda moguće kada stena popusti pod pritiskom biljke, kada se stena suprostavlja pritisku biljke sa malim suprotnim pritiskom. Na taj način, jačanjem i rastom korena pojedinih vrsta drveća, može da dođe do podizanja na primer, kamenih ploća. Ako su popločavanja ili suvozidi čvrsto optočeni sa šibljem, tako da stene ne mogu bočno da se razlabave, pošto susedne biljke vrše takođe jak suprotni pritisak, neće doći do obrušavanja. Prema drugima, ne može da dođe do obrušavanja visokih zidova odnosno suvozida, pošto biljke pokrivaju stene i od grana grade zadebljanja koja sprećavaju odron kamena. Dakle ne sledi popuštanje, već nasuprot učvršćivanje fuga kod popločanih površina ili u zidovima. 3.1.3 Osnovna načela za formiranje staništa sa drvećem i travnjacima Nezavisno od toga kojoj biljnoj zajednici težimo, i takođe od toga, da li će biti primenjena kombinacija živih i neživih materijala, po pravilu, neće biti naseljene sve vrste predviđene zajednice. Biće unete samo neke vrste predviđene zajednice i to sa širokom ekološkom amplitudom i visokom građevinskom vrednošču (= velikim mogućnostima promene staništa). Ostale vrste će biti dopunjene prirodnim putem i sa unetim biljkama zatvoriće planiranu biljnu zajednicu. U vezi sa tim postavlja se pitanje za diskusiju, da li treba upotrebiti smesu biljaka ili semena koja je bogata vrstama ili onu koja je siromašna vrstama. Prema istraživanjima Boeker (1970), iz siromašne smese trava na bazi Festuca ovina, Festuca rubra, Poa pratensis i vrsta Agrostis dobijaju se gušći travnjaci nego od smesa koje su bogate vrstama. Nasuprot, Schieshtel (1973) preporučuje sejanje mešavina trava bogatih vrstama pošto su stabilnije i pogodnije za obnavljanje od mešavina siromašnih vrstama. INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Takođe, kod inženjersko ‐ bioloških mera pogodnije su kombinacije bogate biljnim vrstama i bogatije mešavine semena na osnovu sledećeg: a) Uslovi staništa za inženjersko ‐ biološke mere nisu često sagledljivi u svim pojedinostima. Pored toga javlja se nehomogenost staništa u vertikalnom i horizontalnom pravcu. Primenom mešavina bogatih vrstama povečava se mogućnost, uprkost nepoznavanju svih osobenosti staništa i razlika u stanišnim uslovima, da najmanje jedna vrsta nađe povoljne uslove za rasta, b) U poređenju sa polaznom vegetacijom, koja je Slika 3.1.3.1 Kombinacija vrsta drveća kod siromašna u vrstama, polazna vegetacija bogata pošumljavanja na malim lokacijama; 1=25 biljaka u vrstama ima raznovrsne mogućnosti daljeg od jedne vrste razvoja, pošto lakše može da se prilagoditi različitim i promenjenim uslovima sredine. Da bi sve unete vrste, bilo da su sađene cele biljake, delovi biljaka ili setva semena, imale iste polazne šanse, treba uzeti u obzir sledeće: a) Svaka vrsta nema isto ušeće u sadnji. Da li je to od značaja, da u jednoj kombinaciji biljaka ili smesi semena, jedna ili druga vrsta bude procentualno jače ili manje zsastupljena? b) Da li je uzeta u obzir konkurentska snaga pojedinih vrsta. Vrste sa snažnom moći potiskivanja drugih vrsta treba planirati u manjem Slika 3.1.3.2 Kombijacija vrsta drveća na procentualnom učešću, od vrsta sa malom uzanim i dugačkim lokacijama 1 = 100 jedinki sposobnošću potiskivanja drugih vrsta. mladog drveća; 2 = odraslo drveće koje ostaje nakon seče Biljke se ne postavljaju u mešavini pojedinačno (po jedna biljke od jedne vrste), pošto tada postoji mogućnost da vrste koje sporo niču budu potisnute od vrsta koje brzo niču. Generalno, može se zaključiti da veličina grupe jedne vrste biljaka može da raste sa povečanjem površine na kojoj se primenjuju bio‐inženjerske mere. Na malim gradilištima drveće mora da bude ugrađeno u malim grupama, pošto na drugi način ne bi bilo uneto dovoljno različitih vrsta i ne bi bila postignuta mešovitost. Ukoliko takva gradilišta nisu u vidu traka, već imaju površinski oblik, svrsishodne su grupe od 10 ‐ 50 biljaka od jedne vrste. To odgovara otvoru za sadnju 100 x 100 cm, dok je površina za sadnju biljaka, jedne vrste, dužine stranica 3‐7 m (Slika 3.1.3.1). INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Ako je gradilište velikih dimenzija i u vidu traka, kao na primer, niske dugačke škarpe, drveće je postavljeno na način kako se to radi kod vetrozaštitnih pojaseva. Kod ovakvih gradilišta, na bazi lakšeg izvođenja, grupe su veličine od 100 do 250 biljaka jedne vrste, sa jamama za sadnju 100 x 100 cm i veličinom ivica otvora za sadnju jedne vrste od 10 ‐ 15 m. Kod ovakve veličine grupe može se očekivati da u toku razvoja staništa i preduzetih mera prorede, će preostati 1‐5 odraslih stabala po grupi i time će biti postignuta dobra mešavina vrsta (Slika 3.1.3.2). 3.1.3.1 Naseljavanje vrsta današnje potencijalne vegetacije U skladu sa mogućnostima cilj kojem se teži (= planiranje konačne vegetacije) je naseljavanje današnje potencijalne vegetacije. Pošto, kako će u sledećem biti objašnjeno, ona ima po pravilu najveću stabilnost (= sposobnost daljeg razvoja bez uticaja čoveka kroz samoregulaciju), ona će u podpunosti i trajno izvršavati zadatke bio‐inženjershih mera, čime će i troškovi održavanja biti smanjeni. Današnja potencijalna prirodna vegetacija može se zamisliti kao vegetacija nastala bez čovekovog uticaja, odnosno najviši razvoj prirodnih biljnih zajednica, koje odgovaraju trenutnim uslovima staništa (Schluter, 1970). Za bolje razumevanje današnje prirodne potencijalne vegetacije pogledajte sledeća upustva (Lohmyer 1961; Schluter 1970; Seibert 1962 i 1968; Trautmann 1966; Tuxen 1956): a) Radi se o prirodnim biljnim zajednicama, isključen je čovečiji uticaj pri njihovom nastajanju i razvoju. U dugom vremenskom periodu održavaju se zahvaljujući mogućnostima regulacije i regeneracije. b) Ona je misaona konstrukcija. Stoga se ne podudara često sa današnjim činjeničnim stanjem, saglasno realnoj vegetaciji, kao na primer, kada je nastanjena naknadna vegetacija, kao što je slučaj sa njivama. (Na takvim mestima je moguće konstruisati današnju prirodnu potencijalnu vegetaciju na osnovu istraživanja staništa i vegetacije). Postoje mnogi slučajevi gde je potencijalna vegetacija ista sa realnom. To su na primer, ostaci prirodnih šuma, zatim tresetišta i travna vegetacija iznad granice šume u alpskom području. c) Potencijalnoj vegetaciji ne odgovara samo prvobitna prirodna, već i sadašnja (privremena), koja je posledica izmenjenih prirodnih uslova staništa pod uticajem čoveka. Tako na primer, kod snimanja potencijalne vegetacije, u i na vodi, ne može da se ne uzme u obzir antropogeno izazvana eutrofizacija voda. (Uzimanje u obzir takvih antropogenih uticaja pri utvrđivanju potencijalne vegetacije i odatle dobijen izbor građevinskog materijala ne sme da vodi zanemarivanju mera za uklanjanje opterećenja sredine). d) Današnja potencijalna vegetacija ne uzima u obzir sukcesiju, već je ona trenutna pojava. e) Današnja prirodna potencijalna vegetacija je često šumska zajednica, ali ne uvek. Ona može na primer, da bude travna vegetacija u planinskim područjima, na vodama zajednica vodenih biljaka i trske. INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Kod inženjersko ‐ bioloških mera teži se današnjoj prirodnoj potencijalnoj vegetaciji iz sledećih razloga: ⋅
Na određenom staništu, na taj način, se ispunjava neometani razvoj vegetacije u formi niza različitih biljnih zajednica, tj. u formi progresivne sukcesije. Ona počinje na staništu bez vegetacije, zasnivanjem inicijalne zajednice i završava se krajnjom zajednicom (klimaks ili trajnom zajednicom). Sukcesija se događa zajedno sa promenom staništa i u stalnim uzajamnim uticajima. U toku sukcesije, po pravilu, sa približavanjem krajnjoj zajednici, povečava se ekološko diferenciranje, fitocenološka samostalnost, stabilnost i trajnost pojedinih zajednica (Braun‐Blanquet,1964). ⋅
Sled biljnih zajednica u toku sukcesije može se shvatiti vezano za izmenu uslova staništa, kao sled različitih ekosistema. Prema sadašnjim saznanjima, sa približavanjem postojećeg ekosistema, ekosistemu koji će biti izgrađen iz biljnih zajednica najviše organizacije koje su moguće u datim postojećim uslovima, raste stabilnost ekosistema, dakle današnje potencijalne prirodne vegetacije i njenog staništa, tj. ova vegetacija sa njenim stanište po pravilu predstavlja stabilan ekosistem. Tako je, na primer, zajednica prirečnih šuma jasena ‐ bresta sa staništem na “sivo‐smeđem krečnjaku”, odnosno “peskovito ‐ krečnom prirečnom zemljištu” ekosistem največe stabilnosti, za razliku od sadašnjih ekosistema, na primer, prirečnih šuma hrasta i trave Melica i “polja Calamagrostisa”, na istom staništu. ⋅
Naseljavanjem današnje prirodne potencijalne vegetacije po pravilu biće urađena bio‐inženjerska mera, koja će se dalje održavati kroz samoregulaciju i zahtevaće male troškove za negu. Današnju prirodnu potencijalnu vegetaciju treba kartirati. Ove karte sadrže takođe i podatke o biljnim vrstama. Treba napomenuti, da ovi podaci samo uzimaju u obzir pogodnost staništa za živi građevinski materijal, dakle njihovu spsobnost rasta na određenom staništu, odnosno na mestu gradnje, ali ne uzima u obzir njihovu građevinsko tehničku pogodnost, dakle sposobnost ispunjavanja cilja bio‐inženjerskih mera. Ukoliko ne postoje podaci o današnjoj prirodnoj potencijalnoj vegetaciji, izbor vrsta se vrši na osnovu upoređivanja staništa sa zahtevima pojedinačnih vrsta, kao na primer : vrstom zemljišta, stanjem zagađenja voda i temperaturom. Današnju prirodnu potencijalnu vegetaciju ne treba zameniti sa “potencijalnom prirodnom vegetacijom”.‐ koja bi se uspostavila ukoliko bi čovekov uiticaj prestao (Bohn 1981; Trautmann 1966; Tüxen 1956). Pošto su, suprotno današnjoj prirodnoj potencijalnoj vegetaciji, uticaji čoveka nadalje isključeni, ta misaona konstrukcija, nije naročito pogodna za inženjersku biologiju, sobzirom da se inženjersko ‐ biološki radovi, po pravilu, izvode na antropogenim staništima, kao na primer, na zagađenim vodama, pozajmištima, deponijama, retenzijama, saobraćajnicama i dr. 3.1.3.2 Naseljavanje drugih biljnih zajednica INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Iako treba naseljavati biljne vrste današnja prirodne potencijalne vegetacije, zbog postojanog dejstva inženjersko ‐ bioloških objekata i očekivanog malog utroška održavanja, ipak današnja prirodna potencijalna vegetacija ne može da bude uvek cilj. Postoji mogućnost, na primer, da je potrebno zasnovati zajednicu livada iako je današnja prirodna potencijalna vegetacija šuma. Tako na primer, na škarpama uz saobraćajnice ili uz vodene povešine, sa stanovišta saobraćaja ili vodoprivrede, potrebno je podiči travnjak, iako je stanište pogodno za šume. U takvim slučajevima teži se da završna zajednica bude naknadna zajednica2 koja iziskuje malo nege, pošto će ona, na postojećem stanišu, takođe predstavljati relativno stabilan ekosistem. Na primer, ukoliko treba podići travnu vegetaciju, na mesti prirečnih šuma jasena‐ bresta, za preporuku je naknadna zajednica “livade Cirsium oleraceum ‐ Arrhenatherum elatius” koja je relativno bliska današnjoj prirodnoj potencijalnoj vegetaciji. Postoji mogućnost i obrnute situacije, da se travnjaci kao potencijalna vegetacija zamenjuju sa šumskom zajednicom. U tom slučaju su ili uslovi staništa na gradilištu (na primer, kroz nanošenje zemljišta) tako promenjeni, da šumska zajednica, kao današnja prirodna potencijalna vegetacija, nalazi uslove preživljavanja, ili je planirana šumska zajednica ustvari jedna vrsta veštačkog privođenja sukcesiji u više koraka podizanja, kao na primer: sejanje vrsta današnje potencijalne prirodne travne vegetacije → prirodna promena staništa → sadnja pionirskih drvenastih vrsta → prirodna promena staništa → sadnja sadnica planirane šumske zajednice. 3.1.3.3 Iskorišćavanje sukcesija Samo se po sebi razume, da se po pravilu teži ili naseljavanju vrsta najvišeg stadijuma razvoja u skladu sa sadašnjim mogućnostima (današnjoj prirodnoj potencijalnoj vegetaciji) ili njoj bliske vegetacije (naknadne vegetacije), kako bi se postigao najbrži razvoj i velika stabilnost bioinženjerskog građevinskog obejkta. Ali nije isključeno, da postoje slučajevi, u kojima je cilj postizanje “današnje prirodne potencijalne vegetacije” ili njene “najbliže naknadne zajednice”, ne naseljavanjem vrsta te zajednice, već unošenjem vrsta prethodnih sukcesionih stadijuma. U tim slučajevima, u najboljem slučaju, sledi “inicijalna sadnja” ili “setva” nakon čega će biti korišćena sukcesija za dostizanje krajnjeg cilja. (Pritom treba primetiti, da je na taj način, postignut samo jedan razvojni proces u pravcu predviđenog cilja, koji zahteva duže vreme, za razliku, od naseljavanja vrsta planirane krajnje zajednice, na samom početku realizacije inženjersko ‐ bioloških mera). Tako na primer, u već spominjanom primeru, šuma jasena ‐ bresta, koja predstavlja najrazvijeniju moguću vegetaciju današnje prirodne potencijalne vegetacije, takođe se može postići, tako što se zaseju vrste naknadne zajednice “livade Arrhenatherum elatius” i tada se ova livada prepušta sukcesiji. 2
Naknadne zajednice su zajednice, koje su zastupljene na dotičnom staništu umesto prirodne zajednice pri različitom korišćenju prostora, odnosno pri različitim antropogenim zahvatima INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Ovakve “nepotpune” bio‐inženjerske mere se preporučju sa stanovišta ekologije, pošto u sukcesionom stadijumu zahtevaju sled biljnih zajednica koje sadrže biološku raznovrsnost i kojima se na primer, povečava preživljavanje biljaka i životinja, koje se u toku evolucije, prilogođavaju na takve sukcesione stadijume. Nema potrebe bliže objašnjavati da će takav postupak inženjersko ‐ bioloških mera biti samo tada primenjen ako na tom mestu postoji pogodna “inicijalna vegetacja”, koja je u stanju da u potpunosti ispuni cilj inženjersko ‐ bioloških mera (Slika 3.1.3.3.1). Strogo shvaćeno, iskorišćavanje sukcesija za biološko ‐ inženjerske mere, nisu ustvari biološko inženjerske građevinske mere, i stoga neće biti dalje razmatrane. 3.1.3.4 Korišćenje gostujućih vrsta, vrsta nege i pionirskih vrsta 3.1.3.4.1 Gostujuće vrste Ipak u svim slučajevima ne mogu da budu nastanjene isključivo biljne vrste prirodnih zajednica. Cilj bioinženjerskih mera može da zahteva primenu tzv. gostujućih vrsta. Gostujuće vrste su vrste koje mogu da uspevaju na datom staništu ali nisu svojstvene tom staništu. Ona ipak rastu na dotičnoj lokaciji, uspevaju u zajednicama sukcesionih stadijuma i ne javljaju se od prirode u naknadnim zajednicama. Često gostujuće vrste imaju prolazni zadatak, kao na primer, brzu zaštitu, osiguranje. One su često pridodate biljkama koje odgovaraju datom staništu u toku njihovog rasta. Pri zaštiti kosina mora se pre svega osloniti na vrste šiblja, na primer, na vrste iz roda Salix, pošto one imaju sposobnost lakog ožiljavanja. U većini slučajeva one mogu da uspevaju na tom staništu ali su retko svojstvene tom staništu. Ukoliko se zahteva primena gostujućih vrsta, one se moraju ipak ograničiti na samo neophodnu količinu. 3.1.3.4.2 Pionirske vrste i vrste nege Često biljkama koje treba da izgrade završnu zajednicu mogu ili moraju da budu pridodate tzv. pionirske vrste i vrste nege. Pionirske ili vrste nege su biljke, koje omogućavaju ili podupiru rast drugih biljaka. Pionirske vrste vrše povoljan uticaj na formiranje staništa, a vrste nege za vreme razvoja staništa. One mogu da budu vrste svojstvene staništu ali i gostujuće vrste. Njihova stvojstva počivaju pre svega na sposobnosti obogačivanja zemljišta, na primer, sa azotom i humusom, ili na svojstvu brzog rasta, čime kao posledica zasene poboljšavaju mikroklimu, na zaštiti od vetra i zaštiti od ranih i kasnih mrazeva. Pionirske vrste i vrste nege imaju sposobnost brzog rasta. Stoga, one moraju pravovremeno da budu Slika 3.1.3.3.1 Korišćenje sukcesija za osiguranje obala. Na nabačaju kamena prirodno su se naseljile trave, korovi i drveće. Ukoliko bi se prestalo sa košenjem, očekivao bi se razvoj vegetacije u zajednicu drveća. Zapazite raznovrsnost biljaka, koja ukazuje i na raznovrsnost životinjskog sveta. posečene, kao ne bi potisle spororastuće vrste. Tipične pionirske vrste su npr.: INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Populus tremula i Betula pendula. Sa njima u vezi su i pionirske setve legiminoza, koje se na peskovitim površinama seju jedan vegetacioni period pre pošumaljavanja. Rast drveća može da bude potpomognut primenom vrsta nege, naročito Alnus glutinose. Ona obogačuje zemljište azotom. NJeno lišće lako se raspada i polazni je materijal za pogodan humus. Svakako, kao posledica njihovog brzog rasta, poboljšava se rast, najmanje, drugih brzorastučih vrsta drveća. Pored toga, kod njihove pravilne primene one štite ostala mlada stabla od vetra, ranih i kasnih mrazeva i stoga su naročito delotvorne kod pošumljavanja velikih površina. Kod sadnje na uzanom prostoru, kao u slučaju vetrozaštitnih pojaseva, one mogu da budu, ako postoji dovoljno mesta na raspolaganju, postavljene poprečno, ili paralalno u redovima koji su sastavljeni naročito od vrsta nege. Njihovo učešće iznosi oko 20% do 30%. Kod sadnje na izduženim površinama može dalje da bude postignut pogodan efekat, kada se jova sadi, u vidu redova, upravno na dominantan vetar ili u formi kaseta. Usled brzog rasta za kratko vreme gradi “zaštitu od vetra” za ostalo drveće. Ovde postoji i dopuna kod lokacija u kojima postoji opasnost od ranog i kasnog mraza sa sadnjom jednog drveta jove između drveća krajnje zajednice koja gradi “kišobran” za vrste osetljive na mrazeve (Slika 3.1.3.4.2.1). 3.1.3.5 Sejanje pionirskih varsta i među setva leguminoza i drugih vrsta Za ovu sadnju su primenljivi pojmovi “prethodna izgradnja”, “predkulture”, “među ozelenjavanje”. Podrazumeva se sejanje pre svega leguminoza, koje će biti preduzeto pre sadnje drveća ili nakon sadnje između drveća. Mogu se razlikovati prolazne pionirske i među sadnje, pri kojima se upotrebljavaju jedno i dvogodišnje vrste kao i višegodišnje, nakon kojih će biti naseljene trajne vrste. Pionirska setva se izvedi pre sadnje a međusetva nakon sadnje drveća. Za pionirsku i međusetvu mogu se primeniti sledeće vrste: Slika 3.1.3.4.2.1 Formacija vrsta nege kod Leguminoza: Anthyllis vulneraria, Lotus corniculatus, L. pošumljavanja. 1= Mlado drveće krajnje zajednice uliginosus, Lupinus albus, L. angustifolius, L. luteus, L. 2= Formiranje redova vrsta nege upravno perennis, Medicago lupulina, M. sativa, Melilotus alnus, M. na gavni pravac vetra officinalis, Onobrychis viciaefolia, Ornithopus sativus, 3= Formiranje „komora“ pomoću vrsta nege Trifolium dubium, T. hybridum, T. incarnatum, T. pratense, 4= „komore“ plus pojedinačno drveće za T. repens, T. resupinatum, Vicia sativa, V. villosa. dodatnu zaštitu od ranih i kasnih Cruciferae: Brassica napus, Sinapis officinalis. mrazeva 5 = glavni pravac vetra Ostale: Phacelia tanacetifolia. Ako se u toku jeseni zahteva setva pionirskih i međuvrsta, može da bude upotrebljena ozima raž. INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Vrste će biti unete normalnom setvom ili sejanjem u „jamice“. Pošto su na mestima sadnje nedovoljno zastupljene ili nedostaju bakterije (Rhizobium) koje žive u simbiozi sa leguminozama, potrebno je obogačivanje bakterijama pri sejanju leguminoza. Određeni vremenski sled pionirske, odnosno međusetve i sadnja drveća, je pre svega, zavisan od vremenskog perioda kada se seje ili sadi. Za što brže postizanje gustog pokrivača, efikasnog za eroziju, koji poboljšava zemljište, važe sledeće preporuke: a) Pri završetku obrade zemljišta u januaru do marta Sadnja neposredno nakon završetka obrade zemljišta, odnosno nakon perioda mraza početkom godine i tada na isti način počekom godine međusetva. b) Pri završetku u aprilu: u zavisnosti od vremensih prilika ⋅
Sadnja neposredno nakon završetka obrade zemljišta i ubrzo međusetva ⋅
Pionirska setva meposredno nakon obrade zemljišta i sadnja u jesen. c) Pri završetku u maju do avgusta: Pionirska setva neposredno nakon završetka obrade zemljišta i sadnja u jesen d) Pri završetku u jesen: Prema vremenskim uslovima ⋅
Po mogućstvu još pionirska setva (ozima raž) neposredno nakon završetka obrade zemljišta i sadnja iste jeseni (takođe i zimi ili posle perioda mraza rano sledeće godine). e) Pri završetku u oktobru ili decembru Sadnja neposredno nakon završetka obrade zemljišta odnosno zimi ili nakon perioda mraza sledeće godine i tada isto tako međusetva početkom sledeće godine. Ukoliko se prvo seje i tada sadi, dakle pri unosu drveća u pionirsku setvu, mlado drveće će biti sađeno ili u nepokošenu ili prethodno pokošeni pionirsku vegetaciju. U drugom slučaju treba pokošene biljke da ostanu kao materijal za malč, ukoliko on ne sperečava obradu biljaka. Zaoravanje pionirske vegetacije, koje je do sada preporučivano pre sadnje drveća, je samo tada pogodno, kada pionirska setva isključivo služi za poboljšanje zemljišta, a ne za zaštitu od erozije. Nezavisno od toga, da li se radi o pionirskoj ili međusetvi, kod višegodišnje setve, ova vegetacija se kosi nekoliko vegetacijonih perioda do razvijanja drveća, kako bi se smanjila konkurencija (hranljive materije, voda). Pionirska i međusetva ispunjava pre svega sledeće povoljne efekte: ⋅
štiti zemljište od erozije vetrom i vodom kroz razvoj korenovog sistema i nadzemnog pokrivača; ⋅
obogaćuje zemljište sa organskim supstratom, odnosno humusom; ⋅
leguminoze obogaćuju zemljište azotom; INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
⋅
sprečavaju dolazak drugih vrsta, pre svega brzorastučih trava (Calamagrostis epigeios) koje ometaju ili potpuno mogu da ometu dolaženje novih vrsta drveća. Nedostatak je ipak, da pionirska setva i međusetva oduzima drveću hranljive materije i vodu. I pored nedostataka ipak se preporučuje pionirska setva i međusetva, pogotovo ako su površine pod biljkama i mlado drveće ugroženi vetrom i vodom ili postoji nedostatak hranljivih materija i azota. Konkurencija u vodi i hranljivim materijama usled setve pionirskih vrsta i međusetve može se do izvesnog stepena umanjiti na taj način što će se odmah nakom prihvatanja cilja mera izgradnje, izabrati za setvu biljke sa plitkim korenom, a za sadnju vrste drveća sa dubokim korenom. Prolazna setva pionirskim vrstama i međusetva ima prednost, pošto će setva kratkotrajno da oduzima drveću hranljive materije. One samo za kratko vreme sprečavaju eroziju. (Ova prednost je naročito značajna na mestima koja su ugrožena erozijom, pošto drveće u toku više vegetacijonih perioda deluje na zaštitu od erozije). Nasuprot tome višegodišnja pionirska i međusetva ima prednosti za zaštitu od erozije ali mladom drveću duže vremena oduzima hranljive materije i vodu. Sa tog stanovišta je za preporuku, pri manjim opasnostima od erozije preduzeti prolaznu, a pri jakoj ugroženosti od erozije višegodišnju pionirsku i međusetvu. 3.1 4 Izbor načina podizanja Pod merama izgradnje, u užem smislu. podrazumeva se način unošenja živog građevinskog materijla, kao na primer, reznica, položenica i šiblja. Takođe setva i sadnja su prema gornjoj definiciji jednostavni načini izgradnje za živim materijalom. U širem smislu uključuje pojam takođe kombinaciju vrsta biljaka. Izbor načina izgradnje zavisi od: a) cilja koji je podstavljen od određenog korišćenja prostora, b) nepromenjenih ili u okviru mera izgradnje promenjenih uslova staništa na mestu izgradnje, c) planirane vegetacijone strukture, d) od naseljenih vrsta biljaka; ove samo tada kada one moraju da budu primenjene. Prema različitim dubinama efekata mogu se bio‐inženjerske mere podeliti na površinske efekte žive građevine (npr.: setva), u vidu štrafti ( npr.: polaganje busena, fašine) i u vidu tačaka (npr.: zid od gotovih elemenata). Pored toga mogu da ispunjavaju žive građevine svoju funkciju odmah (npr.: položenice) ili tek kasnije (npr.: sadnja sadnica). Različiti efekti zavise, od toga da li se mora kombinovati više načina građenja, na različine načine istovremeno ili jedna nakon druge, u više koraka izgradnje, kao npr.: busen sa sadnjom ili položenice sa fašinama. Ne retko se izvodi kombinacija izemeđu živog i neživog materijala, npr.: sadnja trske i nasip kamena ili sadnja reznica unutar popločane INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
kosine. Ova kombinacija u mnogim slučajevima pokazuje se kao dobra pošto se oba načina izgradnje dopunjuju. 4.0 METODE NA NAGIBIMA I KOSINAMA Ove metode primenjuju se na prirodnim terestičnim kosinama i nagibima, kao i na kosinama i nagibima nastalim delovanjem čoveka, kao što su useci i nasipi, na primer: kod izgradnje puteva, površinskih kopova mineralnih sirovina, kod obrade deponija itd. 4.1 Prirodna vegetacija Kosine i nagibi su u većini slučajeva staništa šumskih zajednica. Tamo gde nije razvijena šumska vegetacija, zbog uslova sredine (plitak sloj zemljišta, stenovita podloga, visoki planinski pojasevi itd.) razvijaju se livadske zajednice. 4.2 Površinsko osiguranje blagih i jako strmih padina i kosina Inžinjersko biološke mere se sprovode na prirodnim i veštačkim škarpama (kosinama) koje iz bilo kog razloga ne mogu da budu bez vegetacije. Osnovni cilj je težnja ka današnjoj prirodnoj potencijalnoj vegetaciji (DPPV), dakle najčešće drvenastim i eventualno livadskim zajednicama. Livadske zajednice se koriste u slučajevima primene krajnjeg staništa, ako to nalažu bio‐inženjerske mere, tj. na onim kosinama duž puteva gde se zahteva dobra preglednost, što se ne može obezbediti drvenastom vegetacijim. 4.2.1 Efekti a) Zaštita i efekat vezivanja: ⋅
na kosinama i nagibima sa rastresitim tlom koren prožima tlo i učvršćuje ga. Na gornjem delu kosine vegetacija obezbeđuje zaštitu od erozije, a na donjem delu zaustavlja ispiranje zemljišta, što je idealno ako su vrste sa jakim i dubokim korenovim sistemom, koje dalje sprečavaju eventualnu pojavu klizišta (slika 4.2.1.1) ⋅
na kosinama i nagibima sa tvrdim stenama sa proslojcima rastresitog materijala, vegetacija se ugrađuje u ʺmekaneʺ delove čuvajući tako tvrde slojeve stena od lomljenja i raspadanja. INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
kroz transpiraciju vegetacija doprinosi odvodnjavanje kosina i nagiba, sprečavajući tako pojavu klizišta. nadzemni delovi vegetacije smanjuju energiju razaranja pri padavinama, što bitno umanjuje proces erozije. mehanički zadržavaju velike stene i sprečavaju obrušavanja. b) Drugi efekti: formira se stanište, biotop doprinos slici predela Slika 4.2.1.1 Vrste sa dubokim korenovim sisetmom 4.2.2 Formiranje kosina i škarpe Za formiranje kosina i nagiba za potrebe primene biološko inženjerskih mera potrebno je prethodno utvrditi vrste stena od kojih su se kosina sastoji. Pri ovome treba razlikovati: ⋅
rastresiti materijal, ⋅
stene koje se lako raspadaju, ⋅
teško i lako raspadljive slojeve stena, ⋅
teško raspadljive neslojevite stene. 4.2.1.1 Kosine i nagibi kod rastresitog materijala Ovde su obuhvaćena tzv. ʺmekaʺ zemljišta kao što su pesak, glina, peskovita glina i dr. podložna eroziji i klizanju. Poželjno je da padovi ne budu veći od 1:2, 1:3, tj. preporučuje se izgradnja kosina sa različitim padovima u obliku S‐ forme. Takođe, da bi se sprečilo odnošenje površinskog materijala putem atmosferske vode potrebno je postavljati kanale, tj. na gornjoj ivici potrebno je izgraditi nasip do 50 cm visine. Na većim nagibima potrebno je dodatno, na svakih 8 do 15 metara, podizati zaštitne “berme” 3 do 8 metara širine, sa padom prema kosini i po potrebi sa malim nasipom na spoljnjoj strani ne višim od 50 cm (Slika 4.2.1.1.1). U slučaju potrebe pre nasipanja plodne zemlje Slika 4.2.1.1.2 Primer uređenja „bermi“ potrebno je predhodno izvršiti grabuljanje, a novi sloj 1= berma sa padom prema kosini; 2= nizak ne bi trebalo da bude deblji od 5 cm (zasnivanje nasip; 3 = odvodni kanal travnjaka), tj. 10 do 15 cm (drvenaste i žbunaste forme vegetacije). Ovo iz razloga da ne bi dolazilo do pojave klizanja gornjeg sloja. Ovo je često Slika 4.2.1.1.1 Primer za formiranje kosina od rastresitog materijala A) „S“‐forma bez zaštitnog nasipa B) Formiranje kosine sa različitim padovima 1= odvodni kanal 2= berma(zaravnjeni deo) 3= nizak zaštitni nasip INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
slučaj kada sloj nasute zemlje dovoljne debljien da se u njemu razvije korenov sistem, pri čemu ne dolazi do povezivanja i učvršćivanja donjeg (matičnog) sloja (Slika 4.2.1.1.2). 4.2.1.2 Nagibi i kosine od lako raspadljivih stena Često se sastoje od krečnjaka i isto se obrađuju kao prethodne. 4.2.1.3.1 Obrada kosina koje se satoje od čvrstih i lako raspadljivih slojeva stena. 1= teško raspadljivi slojevi; 2= lako raspadljivi slojevi; 3 = naneta zemlja. 4.2.1.3 Nagibi i kosine od teško i lako raspadljivih stena Ovi slojevi su karakteristični za teško i lako raspadljive krečnjake, tj. za teško raspadljive peščare. Ukoliko postoje lako raspadljivi slojevi onda dolazi do njihov bržeg raspadanja, nakon čega može doći do obrušavanja čvrstih slojeva odronom kamenja i lomljenja stena. Iz ovog razloga lako raspadljivi slojevi mogu da se osiguraju formiranjem bermi (zaravljenih površina) dovoljne širine, uz upotrebu biljnog materijala. Teško raspadljivi slojevi treba obraditi kao “stepenike” čime se dobija stepenasti profila (Slika 4.2.1.3.1). Duge “stepenike” treba izbegavati tj. trebalo bi težiti formama koje odgovaraju zastupljenim slojevima i strukturi stena. Kod stepenasto formiranih kosina, pre svega se vrši setva trave i korova, na delovima lako raspadljivih stena, kao i oblaganje travnim tepisima ili sadnja reznica. Kod stepenasto formiranih kosina od teško raspadljivih stena treba težiti tome da gornja površina stepenika bude nagnuta ka kosini, kako bi li došlo do prirodnog taloženja materijala nanetog vetrom, kao predpostavka za prirodno naseljavanje vegetacije. 4.2.1.4 Kosine i nagibi iz teško raspadljivih stena koje nisu slojevite Kod ovakvih stena (granit, dijabaz, ... ) najčešće nisu potrebne bio inženjerske mere, pošto je materijal i bez vegetacije veoma čvrst i stabilan. Ovde se najčešće, iz vizuelnih ( estetskih) razloga grade stepenice koje se prepuštaju prirodnoj sukcesiji. Ukoliko to nije moguće može se primeniti metod razastiranja tankog sloja zemlje uz setvu trave i korova sa ili bez pomoćnih sredstava (emulzija), tj. postavljanje travnih tepiha. 4.3 Ugradnja granja i grančica 4.3.1 Živi materijal Grane i grančice pre svega sledećih vrsta vrba: Salix alba, S. appendiculata, S. aurita, S. cinerea, S. daphnoides, S. incana, S. fragilis, S. glabra, S.triandra, S. nigricans, S. pentrandra, S. INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
purpurea, S. viminalis. Pored ovih primenjuju se grane i grančice vrsta topola pogodnih za oziljavanje. 4.3.1.1 Način podizanja Na kosini se kopaju rovovi dubine 50 do 100 cm. U njih se polaže gusto, delimično ukršteno, neožiljeno granje dužine 50 do 150 cm, različite starosti i jačine. Oko 70% dužine granja prekriva se sa iskopom zemlje, a ostali deo viri. Grane se postavljaju pod uglom od 10 stepeni prema kosini tj. pod uglom od 90 stepeni u odnosu na kosinu, dok se ne preporučuje horizontalna ugradnja istog (Slika 4.3.1.1). Rastojanje između posađenog žbunja je 2 do 4 metra u jednom nizu, po pravilu paralelno ili pod uglom od 20 stepeni prema izohipsi. Najbolje vreme za polaganje grana je period mirovanja vegtacije (septembar ‐ april). Pošto su grane pretežno od vrsta vrbe, koje nejčešće ne predtavljaju današnju prirodnu potencijalnu vegetaciju saniranih kosina, polaganje grana ovih vrsta će predtasvljati često prolaznu i privremenu meru. U drugoj fazi obrade kosine u međuprostore se sadi drveće ili seju trave, leguminoze ili korovi, radi trajnije zaštite i osiguranja terena i naseljavanja vrsta današnje prirodne potencijalne vegetacije. Ako su planirane zajednice drveća, prvo se između žbunja seju leguminoze, a posle 1 do 2 godine sadi drveće. Na povoljnim lokacijama sejanje leguminoza može biti izostavljeno. 4.3.1.1.1 Primena Polaganje grana i grančica je brz i često predhodni metod za osiguranje nagiba i kosina. Vrste čije se grane ugrađuju imaju srazmerno duboke efekte učvršćivanja terena, što sprečava pojavu klizišta. Takođe, ovaj metod osim toga što osigurava teren od klizanja, ima efekat zaštite od odrona stena, kao i pojave površinske erozije. Predpostavka za ugradnju je svakako dovoljna dubina zemljišnog sloja sa finim materijalom, kao i sam nagim kosina koji ne bi trebalo da bude veći od 40 stepeni. Slika 4.4.1.1.1 Kombinacija vrsta 1 = drveće krajnje zajednice , spororastuće, sa slabim razvojem adventivnog korenja; 2 = drveće krajnje 4.4 Ugradnja šiblja zajednice sa jakim adventivnim korenjem; 3 = drveće krajnje zajednice sa zadovoljavjućim prirastom; 4 = žbunje sa jakim adventivnim korenjem; 5 = žbunje sa brzim 4.4.1 Živi materija nadzemnim rastom; 6= žbunje sa srednjim prirastom; 7 = Prema Pflugu (1962) pogodna vrsta za živice je Carpinus betulus, a prema Schiechtlu (1985) Acer pseudoplatanus, Alnus incana, A. viridis, Berberis vulgaris, Clematis vitalba, Corylous avellana, Crategus monogina, Fraxinus excelsior, Hippophae rhamnoides, Ligustrum vulgare, Slika 4.3.1.1 Polaganje grana i šiblja. Optimalno (A); Srenje povoljno (B) i (C); Najnepovoljnije (D); INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Populus nigra, P. tremula, Prunus padus, P. spinosa, Rhamnus catharticus, Rosa canina, R. rubiginosa, Sambucus nigra, S. racemosa, Sorbus aria, Ulumus montana, Viburnum lantana, V. opulus. 4.4.1.1 Način podizanja Način sadnje je sličan kao kod polaganja granja i grančica stim što se u ovom slučaju sadi ožiljeno drveće, veličine 60 do 80 cm. U svaki usek polaže se 5 sadnica. Preporučuje se da se na svakih 3 do 5 metara menja vrsta drveća koja se sade. Ovde najčešće nije potrebna dopunska sadnja jer se sade vrste krajnje zajednice. 4.4.1.1.1 Primena Primena je kao u predhodnoj metodi. 4.5 Polaganje grana i sadnja žbunja Ovu kombinaciju dao je Schiechtel 1973 godine i ona podrazumeva sadnju pojedinačnih biljaka na rastojanju 50 do 100 cm, i ispunu međusprostora neožiljenim položenim granama i grančicama. 4.6 Izgradnja kordona prema Praxl Ovaj način je jedna od varijanti polaganja grana. 4.6.1 Živi materijal Živi materijal podrazumeva reznice onih vrsta opisanih u poglavlju 4.3. Slika 4.6.1.1.1 Gradnja kordona prena Praxl 1= podloga(stena); 2= drvene oblice; 3= 4.6.1.1 Način podizanja grane četinara; 4= nanos zemlje; 5= položenice od vrbe; 6= ispuna useka zemljom Način podizanja je kao kod polaganja grana, dakle kopa se rov 50 cm dubine pri čemu se na kosini rova postavljaju paralelne drvene oblice od mrtvog materijala, a preko njih se postavlja pokrov od četrinarskih grančica. Preko pokrova se razastire sloj zemljišta debljine 10 cm, a preko njega reznice dužine 60 cm na međusobnom rastojanju 2 do 3 cm. Reznice se zatim prekrivaju zemljom. Kordoni se postavljaju jedan iznad drugog na rastojanju od 3 metra (Slika 4.6.1.1.1) 4.6.1.1.1Primena Preporučiju se za stabilizaciju vlažnih kosina na glinovitim, peščano laporovitim i strmim zemljištima. Njihova mana se ogleda u visokim troškovima izgradnje. INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
4.7 Polaganje fašina 4.7.1 Živi materijal Upotrebljavaju se grane sledećih hibridnih vrba: Salix appendiculata, S. daphnoides, S. incana, S. glabra, S. nigricans, S. pentrandra, S. purpurea, S. triandra, S. viminalis. 4.7.1.1 Način podizanja Fašine koje se ovde ugrađuju mogu biti tanje Slika 4.7.1.1.1 Ugradnja fašina na kosinama A = samo fašine nego one na vodenim površinama. Dovoljno je da B= kombinacija sa sadnjom drveća budu sastavljene od 5 grana prečnika 1 cm. Za 1= matično tlo; 2 = fašina; 3= kočići; 4= mlado drveće; 5 = ispuna sa iskopom iz gornjeg rova; 6 = postavljanje fašina kopa se kanal 30 do 50 cm dubine, ispuna sa plodnom zemljom kako bi se fašine nakon toga prekrile zemljom. Nakon polaganja fasina vrši se njihovo učvršćivanje sa kočićima od “živih” vrba na rastojanju 60 do 80 cm ili od “neživog” materijala na međusobnom rastojanju 80 do 150 cm. Kočići se obično utiskuju u zemlju upravno na gornju površinu. Po pravili fašine se postavljaju na rastojanju od 1 metra. Međuprostor između fašina se popunjava sa vrstama završne zajednice, tj. sa livadskom vegetacijom. Vreme za izvođenje je najbolje u doba mirovanja vegetacije (Slika 4.7.1.1.1) 4.6.1.1.1 Primena Primenjuje se tamo gde postoji jaka erozija, na dubokim zemljištima i u klimatski pogodnim područjuma. 4.8 Pleteri 4.8.1 Živi materijal Živi materijal je kao kod fašina. 4.8.1.1 Način podizanja INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Koriste se kočići od „živog“ materijala, dužine 60 do 100 cm ili od „neživog“ matrerijala dužine 100 do 200 cm, tako utisnuti da vire iz zemlje 15 do 20 cm. Između ovih kočića utiskuju se kočići od vrbe 40 do 60 cm dugački na rastojanju 25 do 30 cm. Zatim se pruće vrbe, najmanje 150 cm dužine, polaže u zemlju 20 do 30 cm, a potom upliće između kočića u vidu pletara, tako da se uvek nalazi 5 do 6 upletenih prutova jedan iznad drugog. Pleteri treba da sprečavaju eroziju postojećeg finog materijala, kao i da sprečavaju klizanje nanešenog zemljišta. Kod zaštite od erozije nanešenog materijala pletari se postavljaju na površini padine, dok se za zaštiti postojećeg zemljišta postavljaju u prethono iskopan rov dubine 10 do 15 cm. Pleteri se mogu postavljati paralelno na rastojanjima 150 do 300 Slika 4.8.1.1.1 1= pletar koji je ukopan kako bi se učvrstilo zemljište ugroženo erozijom; cm ili u rombičnim površinama. Rombovi su u zavisnosti 2= gornja kosina; 3= ponovo ispunjen rov od oštećenja i nagiba na rastojanju 150 do 200 cm jedan od nakon polaganja pletara; 4 = drveni kočić; 5 = pletar od vrbe; 6 = pletar za osiguranja drugog, pri čemu gornji i donji ugao romba treba da bude nanosa ; 7 = predhodna površina kosine; 8 veći od 90 stepeni. Nagib padine na koju se postavljaju = pletar od vrba; 9 = metalni kočić; 10 pletari trebalo bi da bude 5 do 20 stepeni (Slika 4.8.1.1.1) =nanos zemlje; 11 = drveni ili metalni kočić; 12 = ekseri: 13 = pletar od vrbe; 14 = pravac Odmah sledeće godine preporučuje se sadnja formiranja pletara drveća završne zajednice ili sejanje travne vegetacije. 4.8.1.1.1 Primena Primenjuje se na manjim površinama gde treba sprečiti klizanje plodnog zemljišta nanešenog na strminama ili kamenjarima. 4.9 Oblaganje sa gotovim travnim tepisima 4.9.1 Živi materijal INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Upotrebljavaju se busenovi trave, travne cigle, komadi trave, kao i travni tepih sa travnim zajednicama odgovarajućim za to stanište. 4.9.1 Način podizanja Podizanje je slično kao kod kosina na vodenim površinama, pri čemu travni tepih treba osigurati po svakom metru sa 2 do 4 držača. Kod veće opasnosti od klizanja travni tepih može biti učvršćen i sa žičanim pletivom, što treba izbegavati, jer otežava održavanje (košenje). Mogu se izabrati sledeća oblaganja (Slika 4.9.1.1): Slika 4.9.1.1 Oblaganje travnim tepisima 1= a) pokrivanje cele površine: Pošto se ovde cela setva; 2= u vidu štrafti; 3 = u vidu rombova; 4 = u vidu šah polja površina gusto pokriva, onda se zbog visokih troškova ugradnje ovaj metod izbegava ili se koristi samo na onim površinama na kojima je nužan ovakav vid pokrivanja (potporni zidovi, kruna kosine, nožica kosine). b) šah polje: Ovaj metod omogućava pokrivanje većih površina uz visoku uštedu pri ugradnji, a da se efekat zaštite ni malo ne smanjuje. c) ukrštene forme: Najčešće su u vidu rombova, gde je udaljenost traka jednih od drugih 100 do 200 cm, pri čemu donji i gornji ugao ukrštanja mora biti veći od 90%, radi efekta stabilnosti. e) štraftaste forme: Štrafte su paralelne na mđusobnopm rastojanju 100 do 150 cm i pod uglom 20 do 25 stapeni u odnosu na izohipse. Međuprostori kod svih napred navedenih vidova ugradnje se ispunjavaju zemljištem na koje se seje ili sadi livadska vegetacija. 4.9.1.1 Primena Primeljuje se u onim područjima gde je potrebna brza zaštita od površinske erozije. 5. OSIGURANJE STRMIH PADINA I KOSINA Ovakvi nagibi i kosine nastaju klizanjem i odronima, tj. presecanjem nožice kosine i nagiba izgradnjom ulica i puteva. I u ovom slučaju, kao kod prethodnih, treba težiti DPPV. Osiguranje ovih padina podrazumeva takođe i velike radove sa inertnim materijalima kao što su: suvozid od prirodnog kamenja ili žičane korpe, zidovi sa vegetacijom ili raster elementi na strmim kosinama. INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
5.1 Efekti a) inženjersko biološko dejstvo: ⋅
mehanički štiti onaj deo kosine koji je blaži i iznad strmih delova; ⋅
mehanički sprečava eroziju stena i finih materijala; ⋅
zbog svoje propustljivosto sprečava pojavu stajačih voda i na taj način stabilizuje kosinu u celini; ⋅
živi materijal prožima tlo korenom i na taj način dodatno doprinosi čvrstini terena; ⋅
kroz transpiraciju biljaka dolazi do odvodnjavanja kosina i smanjenja hidrostatisčkog pritiska. ⋅
biljke smanjuju energiju oticanja i odnošenja finih čestica sa površine putem erozije. b) Ostali efekti : ⋅
formiran biotop ⋅
unapređenje slike predela. 5.2 Ozelenjeni suvozid 5.2.1 Živi materijal Koristi se mlado drveće šiblje, kao i reznice ili grane sledećih vrsta vrba: Salix appendiculata, S. daphnoides, S. incana, S. glabra, S. nigricans, S. petandra, S. purpurea, S. triandra, S. viminalis. 5.2.1.1 Načini podizanja Drveće ili delovi drveća polažu se u toku podizanja suvozida u fuge. Rastojanje je 30 do 100 cm u zavisnosti od jačine zida i vrste “živog” materijala. Korenje živog materijala mora da prodre do matičnog tla, čime se osigurava dobra veza između terena i građevine. Živi materijal, takođe, treba da viri 30 cm iznad zida (Slika 5.2.1.1.1). Kod primene gotovih travnjaka potrebno je prostor između stena ispuniti finim materijalom, a potom i “travnim ciglama”. Ovaj metod nema čvrstinu kao kada je u pitanju drveće, te građevine ne bi trebalo da budu više od 2 metra. 5.2.1.1.1.Primena Slika 5.2.1.1.1 Podizanje suvozida. 1 = drenažna cev; 2= šljunak; 3 = matično tlo INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Ovaj metod se koristi pre svega za linearno osiguranje nožice nagiba, te za zaštitu manje strmih oštećenih mesta. 5.3 Ozelenjeni betonski zidovi 5.3.1 Živi materijal Živi materijal je kao kod suvozida. 5.3.1.1 Način podizanja Slika 5.3.1.1.1 Armirano betonski elementi Koriste se gotovi armirani betonski elementi kao veze, lestvice i ograde (Slika 5.3.1.1.1). U perforaciji betonskih elemenata ugrađuju se zemlja i živi materijal. Ovi elementi mogu da se izgrađuju u vidu zida sa nagibom 1:10 do 1:4. Koren živog materijala bi trebalo da prodre do podloge kosine. 5.3.1.1.1Primena Primenjuje se za tačkastu i linearnu stabilizaciju kosina protiv erozije i klizanja, kao i za jako strme kosine. 5.4 ZIDOVI FORMIRANI OD BUSENA PAVOUGAONOG OBLIKA 5.4.1 Živi materijal Slika 5.4.1.1.1 Niske strme kosine 3:1 do 8:1. 1 = matična Živi materijal je busen pravouglog kosina;2 = usek; 3= travne cigle;4 = ispuna; 5= polaganje gotovih travnih „cigli“. oblika. Za oblikovanje busena koriste se livadske zaejdnice, zastupljene u području primene. 5.4.1.1 Načini podizanja Busen se postavlja stepenasto, jedan iznad drugog, sa malim prelazom. Buseni su takođe blago nagnuti ka kosini. Zid ne bi smeo da bude viši od 150 cm, sa nagibom 3:1 do 8:1. Prostor između kosine i zida ispunjen je sa zemljom. Na vrhu, preko nasute zemlje, postavlja se travni tepih ili se sadi drveće (Slika 5.4.1.1.1). U vreme mirovanja vegetacije, pri obilnom kvašenju ali i za vreme vegetacijonog perioda može da dođe do sleganja zida. 5.4.1.1.1.Primena INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Primenjuje se za zaštitu niskih strmih kosina. 5.5
Ozelenjeni „gabioni“ 5.5.1 Živi materijal Kao kod „suvozida“. 5.5.1.1 Način podizanja Radi se o pravougaonim žičanim kasetama ispunjene Slika 5.5.1.1.1 Ozelenjeni gabioni 1= matična podloga (stena); 2= podloga od šljunka; 3= gabion; 4= Plodna zemlja na dnu gabiona; 5= grani ili reznice vrbe; 6= lokljni kamen; 7= ispuna mešavine zemlje i šljunka; 8= nasip plodne zemlje i zatravljen; 9 = nasuta zemlja. lomljenim kamenom. Postavljaju se na kosinu jedna iznad druge u vidu stepenica. Kao podloga razastire se sloj šljunka, sa padom prema kosini od 5 do 10 %. Na dnu svake kasete razastire se plodno zemljište u sloju od 10 do 15 cm. Iznad zadnje kasete, koje se ređaju u redovima, nasipa se plodno zemljuište koje u potpunosti pokriav kasetu. U delu između kasete i kosine vrši se nasipanje mešavinom šljunka i plodnog zemlje. (Slika 5.5.1.1.1) 5.5.1.1.1 Primena Primenjuje se za osiguranje nožice kosina i kod klizišta. 6. BIOINŽENJERSKE METODE NA KOPNENIM VODAMA Metode se odnose na kopnene površinske vode. Obuhvataju pre svega prirodne, tekuće i stajaće vode kao što su bujice, potoke, reke, jezera ,bare i veštačke kao što su kanali, brane i retenzije. 6.1 Prirodne vegetacione zone Svaka tip vodene površine ima svoje osobenosti, naročito u odnosu na sadržaj hranljivih materija, kiseonika, finih čestica, temperature, brzine strujnica kao i visine, trajanja i vremnske raspodele nivoa voda. Sa stanovišta inženjerske biologije raznovrsnost biljnih zajednica je uslovljena osbenostima voda (naročito nivoa voda) i može se obuhvatiti u nekoliko vegetacionih zona. 6.1.1 Šire tekuće vode Radi se o vodenim tokovima sa širinom korita većom od 8 m . INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Zona I ( “Zona flotantnih i submerznih biljaka”) Od 3‐(5) m dubine približno do srednje niskih voda. Zastupljene su flotantne i submerzne biljke. Najčešće se srećenu zajednice Lemnetea i zajednice Potamogetonetea , odnosno Potametea. 365 dana pod vodom. Zona II ( „Tršćaci“) Obahvata zonu između srednje niskih voda i srednjih letnjih voda 1,50 (2,00) m. Karakterišu je tršćaci i šaš ( Phragmitatea). 365 do 150 dana pod vodom. Zona III ( „Zona mekih liščara“ ) Obuhvata zonu između srednjih letnjih voda i srednjih visokih voda . Najčešće se sreće vrbaci i vrbove šume ( Salicetea purpureae) kao i šume jove (Alnetum incanae).150 do 30 dana pod vodom. Zona IV („Zona tvrdih lišćara“) Obihvata zonu između srednjih visokih voda i visokih voda. Ovde se često sreću šume tvrdih lišćara (sveze Alno ‐Ulmion) ali i vlažne šume hrasta i graba (Carpinion betuli) i vlažne šume lužnjaka (Quercetea robori – petraeae). Do 30 dana pod vodom. Pomenute vegetacione zone nisu uvek u potpunosti zastupljene. Neke od njih nisu zastuplejne ili nikada nisu bile zastupljene. 6.1.2 Male tekuće vode Male tekuće vode sa širinom korita ispod 8 metara prate pretežno šume tvrdih lišćara (Alno –Ulmion) i naročito šume jove. Zajednice I i II zonen zastupljene su u malom obimu i per svega na osvetljenim mestima i to nakon seče šume. Eutrofizacija voda takođe dovodi do proširivanja zahednica I i II zone što dalje može da prouzrokuje velike štete na ovim vodama. 6.1.3 Stajaće vode Prirodne stajaće vode Prirodne stajače vode karakteriše male oscilacije vodenog obledala, visoki nivo podzemnih voda i prisustvo organskih zemljišta. Zona I ( “Zona flotantnih i submerznih biljaka”) Obuhvata dubine 3 (5) m , zonu srednjih niskih voda.Javljaju se submerzne I flotantne biljke. Najčešće se srećenu zajednice Lemnetea i zajednice Potamogetonetea, odnosno Potametea . Zona II ( „Tršćaci“) INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Obahvata zonu između srednje niskih voda i srednjih letnjih voda 1 (2) m. Ova zona je indntična sa II zonom tekućih voda gde se naročito sreću biljke iz sveze Phragmition (trska) ili Magnocaricion (šaš). (Močvarne livade sa šašom‐Carex sp.) Zona III ( „Zona mekih liščara“ ) Obuhvata zonu između srednjih letnjih voda i srednjih visokih voda . Najčešće se sreće močvarno šiblje (Salicetalia auritae i Alnetalia glutinosae) Zona IV („Zona tvrdih lišćara“) Pošto kod stajaćih voda retko se dešavaju visoke vode stoga se ne sreće odgovarajuća vegetacija karakteristična za IV vegetacionu zonu tekućih voda, već se sreću šumske zajednice koja nisu uslovljene plavljenjem. Veštačke stajaće vode Antropogene stajaće vode, naročito veštačka jezera i retenzije pokazuju po pravilu velike oscilacije vodenog obledala i drugačiji raspored visokih i niskih voda za razliku od prirodnih stajaćih voda. Za ove vode su karakteristična mineralna zemljišta. Ovakve uslove sredine ipak dobro podnose submerzne i flotantne biljke kao i trske, ali ne i vrste šaša (Carex sp.) i močvarne šume mekih lišćara. Stoga iznad zone trske ne treba naseljavati vrste koje se javljaju na prirodnim stajaćim vodama na toj visini. Treba upotrebljavati vrste mekih lišćara koje se javljaju na tekućim vodama iznad zone trske. One podnose jako kolebanje nivoa voda i rastu na mineralnim zemljištima. Na retenzijama i veštačkim jezerima treba težiti sledećim vegetacionim zonama: zoni submerznih i flotantnih biljaka, zoni tršćaka i vrstama trske i zoni mekih lišćara sa vrbacima i vrbama. Iznad ove zone treba, ukoliko su male oscilacije vodenog ogledala, koristiti biljke šumskih zajednica koje odgovaraju postojećim stanišnim uslovima ili formiraju šuma trvdih lišćara (Alno – Ulmion). 6.2 Formiranje škarpi Pravilno formirane škarpe su bitna predpostavka za uspeh zaštitnih inženjersko bioloških mera. Pad škarpe ne bi trebalo da bude veći od 1:2, tj. poželjno je da budu što blaži (Slika 6.2.1). Takođe je poželjno zadržavanje „neobičnih Slika 6.2.1 Formiranej škapi različitog nagiva. 1= formi“ obala, kao i obezbediti njihovu optimalnu srednje niske vode; 2= srednje letnje vode; 3= širinu, jer ona direktno uslovljava prisustvo srednje visoke vode vegetacionih zona. Pored toga vegetacija učvršćuje škarpe, a sve to zajedno funkcioniše kao idealno stanište ornitofaune. Kako bi se postigla veća ekološka raznovrsnost ne treba škarpe da budu istovetne već na pojedinim delovima da se razlikuju u nagibu i formi, npr. sa i bez plavlejnja. Na slici 6.2.2 prikazan je pogodan asimetrični presek korita tekućih voda. INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Slika 6.2.1 Asimtričan profil korita tekućih voda. 1= obala 1:2(abraziona); 2 obala 1:3; 3 =srednje letnje vode; 4= nabačaj kamena(prema potrebi); 6= vrbe; 7= tvrdi lišćari; 8= livade.
6.3 Profilaktička zaštita obala širih tekućih voda i stajaćih voda Radi se merama, koje su planirane za zaštitu postojeće ili novoformirane obale. Ove mere se pretežno primenjuju u II i III zoni, ali do izvesnog stepena i u IV zoni. Naseljavanje vegtacijom I zone prepušta se po pravilu prirodi. 6.3.1 Metodski postupci u zoni II U ovoj zoni treba saditi trsku i to na južnim i istočnim stranama jer se radi o vrstama svetlosti. Plovne vode i kanali sa obe strane treba da sadrže pojas trske kako bi zaštitili obalu od erodibilnih udara valova. Na stajaćim vodma samo mestimično treba saditi trsku. Kao preporuka važi zaštita ugroženih obala na glavnom pravcu udara vetra. 6.3.1.1 Efekti a) Efakat zaštite obale ⋅
Stabljike i lišće umanjuju energiju vode u delu između obale i vodenog ogledala , odnosno udare strujnica i valova; ⋅
Rizomi i korenje učvršćuje tlo; ⋅
Smanjenjem brzine strujnica pojačava se sedimentacija i samim tim taloženje. b) Ostali efekti ⋅
Prečišćavanje voda. Veliki broj biljaka ima sposobnost prečišćavanja voda zagađenih insutrijskim otpadnim vodama. Vrsta Schoenoplectus lacustris ( veziljka) ima svojstva prihvatanja fenola i indola I ima sposobnost da ih koriosti u sintezi aminokiselina. S. lacustris, Mentha aquatica (barski INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
⋅
⋅
bosiljak) može toksično da deluju na coli bakterije. Sem toga neke biljke imaju svojstva uklanjanja teških metala iz vode i razgradnje deterđenata. Formira se biotop Unapređenje slike predela Tršćaci i pojasevi šaša (Carex sp.) dostižu potpune efekte nakon jedne do dve vegetacione periode. 6.3.1.2. Metode Sadnja komada, isečaka sa rizomima vrsta Carex acutiformis, Carex gracilis , Glyceria maxima , Phalatis arundinacea, Phragmites australis, Schoenoplectus lacustris, Typha angustifolia, Typha latifolia. 6.3.1.2 Način podizanja Sadnja isečaka, komada sa riozomima: Sadnja se vrši na pojedinim mestima odvojenim od vode oko 50 cm. mesta za sadnju su formirana u obliku osiguranih rovova. Isečci, komadi trske se stavljaju direktno na matični supstrat, tj. ne na kamenje. Sadnja rizoma: Navedene vrste mogu da se rasađuju i rizomima. Rizom se sadi u rovove dubine 20‐30 cm i pokriva mešavinom zemlje i šljunka. Rizom treba da se postavi u nivou srednjih letnjih voda. Rastresita obala oko rizoma treba da bude zaštićena kamenjem. Izbojci: Izbojci pre svega vrsta Phragmites australis, Schoenoplectus lacustris sade se na isti način kao rizomi. Valjak trske: Koristi se „živi“ materijal vrsta Phragmites australis, Schoenoplectus lacustrisi i Glyceria maxima. U visini srednjih niskih letnjih voda pobode se kolje dužine 8 cm na rastojanju 100‐150 cm, tako da gornji deo kolja viri 20‐30 cm iznad vodenog ogledala. Iza kolja formira Slika 6.3.1.2.1 Polaganje
se rov dubine 40 cm na čije strane se postavljaju daske. Između dasaka isečaka trske; 1= razapinje se žičana mreža ispunjena grubim peskom i odumrlim ostacima matično tlo; 2= šljunak; 3= nanos kamena; 4= trske. Nakon ispunjavanja materijalom i pokrivanja isečcima trske, strane isečak; 5= srednje letnje žičane mreže se povezuju i učvršćuju. Valjak trske treba da bude 5‐7 cm vode
iznad vode. Kada je završen postupak učvršćivanja treba izvaditi daske, a medjurastojanja nasuti zemljom. Najpogodnije vreme za zgradnju valjaka od trske je period mart‐april. Ovaj vid zaštite obala se ističe svojim dobrim osobinama na mestima gde je potrebna zaštita od jakih strujnica i udara valova. Vegetacione fašine: Ovaj metod podrazumeva upotrebu vrsta koje se koriste za zaštitu obala i to Carex acutiformis, Carex gracilis , Slika 6.3.1.2.2 Valjak od trske. 1= matično tlo; 2= bala Glyceria maxima, Phalatis arundinacea, Schoenoplectus lacustris, Typha sa trskom; 3= grubi šljunak; angustifolia. 4= žičano pletivo; 5 = kočići; 6 = srednje letnje vode Smotuljci su ustvari valjkasta tela od prirodnog materijala INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
obmotana mrežom od veštačkih materijala. Prečnik fašina je 30 do 75 cm dužino do 600 cm. Ugradnja fašina se može vršiti na različite načine. Primenjuju se tamo gde je potrebno brza zaštita ugrožene obale. U slučaju primene plivajučih fašina pored vizuelnog efekta one imaju i značajne ekološke efekte. (Slika 6.3.1.2.3) Vegetacione asure: Koriste se sve trske koje formiraju rizome. Asuer se prave od raspadljivg prirodnog materijala od oko 4 cm debljine. Dužine su oko 600 cm i od 50 do 200 cm široke. Asure sadrže rizome trske. Potapaju se u bazene sa hranljivim materijama. U toku jedne vegetacijone periode razvija se gusti vegetacioni pokrivač, i sama asura je gusto prožeta rizomima i korenjem (Slika 6.3.1.2.4). Asura se transpotuje do obale gde se polaže na liniju srednjih letnjih voda ili ispod vode do dubine od 60 cm. Pričvršćuje se kočićima ili kamenom. Primenjuje se kada je neophodna brza zaštita obale. Pogodna je za zaštitu jako ugrožene obale u području srednjih letnjih voda. Slika 6.3.1.2.3 Fašine od A do B potopljene; E plivajuća fašina; 1 = vegetaciona fašina; 2= kočić; 3= matično tlo; 4= nanos zemlje; 5= nanos stena ili šljunka; 6 = zid; 7= srednje letnje vode Slika 6.3.1.2.4 Vegetacione asure 6.3.2 Metodski postupci u zoni III U području između srednjih letnjih voda i srednjih visokih voda za zaštitu obala koriste se najčešće vrste ʺdanašnje potencijalne prirodne vegetacijeʺ. U tom području između srednjih letnjih voda i srednjih visokih voda zaštita obale se preduzima najčešće korišćenjem prirodnih zajednica drveća ili ukoliko njihovo naseljavanje iz različitih razloga nije moguće koriste se zajednice livadskih vrsta. Polazni cilj inženjersko bioloških mera u ovoj zoni je po mogućstvu podići prirodne zajednice drveća. Ako se taj cilj i samo delimično ostvari, tada su vodeni tokovi preko 8 (m) širine, i to naročito abrazione obale, zaštićene. Nezavisno od obima sadnje drvenastih vrsta u zoni III, potrebno je iz razloga zaštite obala, blizu zone II, inženjersko‐ biološke radove izvoditi niskim grmolikim vrstama vrbe: a) Grmolike vrbe su najčešće u tim zonama i ʺdanašnja prirodna potencijalna vegetacijaʺ INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
b) Vrste grmolikih vrba, koje tu rastu od prirode, imaju naročito velike efekte, pre svega na osnovu ekoloških uticaja i različite primenjivosti u inženjersko‐ biološkim merama zbog velike sposonosti ožiljavanja. c) Neposredno područje iznad srednjih letnjih voda je kao i zona II veoma ugroženo. Stoga su za zaštitu ovog pojasa vrste vrbe naročito pogodne. Zajednice livadskih vrsta treba samo tada koristiti za zaštitu obala kada za formiranje livada postoji potreba vezana za namenu priobalnih područja. Takođe će se formirati tamo gde postoje ekološki razlozi za njeno formiranje ili ako je ona na određenim vodama predstavlja ʺdanašnju prirodnu potencijalnu vegetacijuʺ. 6.3.2.1 Efekti a) Zaštita obale Zaštita obale se ostvaruje na sledeći način: ⋅
izbojci i grane slabe energiju vodenih strujnica i sa tim umanjuju njihove štetne uticaje; ⋅
posledica slabljenja brzine strujnica je jača sedimentacija i taloženje; ⋅
pri velikoj brzini strujnica biće grane pritisnute uz tlo, pokrivajući ga i štiteći ga na taj način; ⋅
korenov sistem vrba prožima zemljište trajno ga štiteći, ⋅
za razliku od zajednica vrba travne zajednice korenovim sistemom prožimaju zemljište do dubine 5‐10(cm). b) Ostali uticaji ⋅
Prema Skalski (1961) cit. Schluter(1986 )vrste vrba podpomažu samoprečišćacvanje voda. Predpostavlja se da biljke svojim korenovim sistemom, koji doseže do korita reka , oduzimaju iz vode oslobođena jedinjenja; ⋅
Predstavljaju značajan biotop; ⋅
Doprinose slici predela; ⋅
Kako su pokazala merenja prema Rickert( cit. Schluter, 1986) ukoliko je korito reke opšiveno pojasom vrbe, kod visokih voda dolazi do praktično podpunog umanjivanja brzine toka. Stoga se pri naseljavanju grmolikim vrbama zahteva dovoljno dimenzionisanje preseka rečnog toka. Kod zajednica vrba efekti zaštite postižu se nakon dve do tri vegetacione periode, ukoliko zaštita nije sprovedena kombinacijom živog i neživog materijala. Travnate zajednice efekat zaštite će postići već u prvoj vegetacionoj periodi. 6.3.3 Metode 6.3.3.1 Položenice Živi građevinski materijal INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Živi materijal često se može nači u neposrednoj blizini gradilišta na staništima vrbe. Ne uzimajući u obzir postojeće hibride koji su povoljni za ožiljavanje u obzir dolaze sledeće vrste: Salix grandifolia ,S. aurita , S. cinerea, S. daphnoides, S. incana, S. glabra, S. nigricans, S. petandra, S. purpurea, S. triandra, S. viminalis. 6.3.3.2 Način podizanja Najpre treba ispanirati podesan nagib za postavljanje položenica. Na površini kosine buće zabodeni u zemlju drveni kočići dužine 60 ‐ 100 (cm) tako da 10 ‐ 20 (cm) vire iznad zemlje. Rastojanje između kočića zaviusi od nagiba kosine, zemljišta i vrste vodene površine i obično je između 70 i 100 (cm). Broj i rastojanje redova zavise i od dužine pruća i broja položenica. Dužine su tako podešene da pruće prelazi oko 20 (cm) liniju kočića. Između kočića postavlja se pruće vrbe od 100 ‐ 200 (cm) dužine, čvrsto jedno do drugog ili na rastojanju 3‐5 (cm) i upravno na liniju obale. Ukoloko nedostaje živi materijal može se postaviti i suve grane u procentu od 75 (%) što opet zavisi od brzine toka. Ukoliko su grane kratke mogu se i nadovezivati. U tom slučaju preklop između dve položenice treba da bude oko 30 (cm) (Slika 6.3.2.2.1). Nakon poleganja pruća između kočića polaže se unakrsno žica. Na kraju kočići se potpuno utisnu u tlo tako da pruće sasvim prijanja uz zemlju. Položenice se prekrivaju slojem zemlje od oko 1 (cm). Krajevi pruća se utisnu u zemlju tako što se polože u uzani rov i pokriju zemljom. Krajevi pruća koji se nalaze na dnu kosine treba da se polože na oko 30 (cm) ispod srednjih letnjih voda. Njihovo fiksiranje može da se sprovede na različite načine: a) Na obalama koje nisu učvršćene krajevi pruća se utisnu u zemljište ili se polože u plitki rov koji se na kraju pokriva zemljim.U tom slućaju ulogu osiguranja mogu da preuzmu i bale sa trskom Slika 6.3.2.2.1 Položenice. 1= bala trske; 2= (Slika 6.3.2.2.1) srednje letnje vode; 3= žičano pletivo; 4= vrbove položenice; 5= kočići; 6= b) Na neutvrđenim obalama mogu smotuljci položenice na gornjem delu kosine; 7= pruća, ʺfašineʺ, da zaštite nožicu položenica. matično tlo c) Kada je zaštita ostvarena nanosom kamena i Osiguranje nožice. 1= matično tlo; 2= položenice vrbe; 3= ispuna zemljom; 4= stena krajevi pruća se postave ispod kamenog bale trske; 5=fašine; 6= nanos kamena; 7= nabačaja. srednje letnje vode Najpovoljnije vreme za postavljanje položenica je mart/april, u kratkom periodu pre kretanja vegetacije. Ukoliko se i ožile položenice postavljene u jesen ili zimu, izvođenje ove INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
biološko‐inženjerske mere u ovo vreme nije pogodno. Postoji opasnost da visoke vode zimi i u rano proleće pokriju tlo i oštete ili unište položenice. Ukoliko su položenice pravilno podmlađene, pruće se u razmaku od nekoliko godina mašinski ili ručno seće na nekoliko cm iznad površine zemlje. 6.3.3.3 Primena Položenice postižu brzo nakon njihovog polaganja zaštitne efekte pošto potpuno pokrivaju zemljište. Primenljive su sa srazmerno visokim utroškom sredstava i rada. Na osnovu toga ova mera se primenjuje samo na naročito ugroženim mestima. Takve obale su na primer jako oštećene strme obale, nevezane kosine i kosine direktno ispod brane. 6.3.4 Reznice Živi materijal Mogu se upotrebljavati sve vrste koje se primenjuju i kao položenice, pre svega od onih vrsta koje su zastupljene na lokaciji radova i hibridne vrste. Pored toga mogu se primenjivati i Salix alba i S. fragilis. Zbog bujnosti ovih vrsta površine zasađene sa njima treba da budu manje. Njih treba saditi na manje ugroženim obalama. U tom slučaju vrbe koje rastu u vidu drveća treba saditi između vrsta žbunastih vrba , tj. njihovih reznica. 6.3.4.1 Način podizanja Slika 6.3.4.1.2 Ploče od prirodnog kamena sa reznicana Reznice se utisnu u zemljište tako da 1‐4 okca (pupoljaka) ostane iznad površine tla. Na strminama i nagibima postavljene su uspravno prema kosini. Rastojanje reznica iznosi oko 30(cm) do 50(cm). Raspored reznica može da bude u vidu trougla, četvorougla ili nepravilno. U nabijenom i stenovotom zemljištu jame za sadnju moraju se najpre udubiti ili iskopati i nakon postavljanja reznica zatrpati. Kod rastresitih i mekih zemljišta moguća je sadnja bez kopanja jama. Kod obala koje nisu osigurane reznice će se postavljati na golim i neučvršćenim kosinama. Pošto zemljište koje je ne zaštićeno podleže eroziji vodom ove metode mogu da se koriste samo u rano proleće u martu /aprilu posle povlačenja zimskih i ranih proletnjih voda. Na taj način se postiže da reznice do pojave letnjih visokih voda, koje se najčešće očekuju u junu/julu izgrade dovoljno mladih izbojaka i andventivnog korenja i da samim tim štite zemljište. Drugi način je postavljanjem mreže unutar koje se sade reznice. Mreža se postavlja iznad linije srednjih letnjih voda i završava se nešto ispod linije srednjih visokih voda. Mreža koja je od veštačkog materijala učvrščena je kočićima. Nožica može da budu osigurana uz pomo ʺfašinaʺ, balama trske, ili stenama. Širina petlji u mreži treba da bude između 3‐5 (cm). Pošto reznice malo 6.3.4.1.1 Nanos kamena sa utisnutim reznicama. 1= štite zemljište od erozije vodom ovu metodu treba matično tlo; 2= reznice; 3= šljunak; 4= nanos upotrebljavati samo u martu/aprilu. kamena; 5= srednje letnje vode INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Treći način je nasipanje kamena i sadnja reznica tako da nasip kamena počinje iznad srednjih letnjih voda. Reznica treba da prodre nekoliko santimetara u zemljište ispod nasipa kamena. Nasipanje kamena će biti preduzeto nakon postavljanja reznica. Ova metoda može da se koristi u svim vremenskim periodima u kojima se ove reznice ožiljavaju (Slika 6.3.4.1.2) Četvrti način je postavljanje zastora od prirodno lomljenih kamenih ploča i sadnjom reznica. U poređenju sa ostalim načinima primene reznica ovaj metod daje najbolju zaštitu. Kamene ploče se postavljaju sa uzanim fugama iznad srednjih letnjih voda i šupljinama od oko 5‐10 cm na rastojanju od 30 ‐ 50 cm. Nije pogodno na celom zastoru ostavljati velike fuge. Visoke vode mogu da razore ove fuge. Osnova reznica prodire nekoliko santimetara u zemljište ispod zastora. Rupe za sadnju otvaraju se mašinski. Nakon sadnje preostali deo otvora ispunjava se zemljom. 6.3.4.2 Primena Način izgradnje Primena reznica na nezaštičonoj obali
Zaštita pomoću mreže i reznica Nasip kamena sa reznicama Zastor od kamenih ploča sa reznicama 6.3.5 Setva Živi materijal Način delovanja i primena
Primenjuje se tamo gde nije potrebna brza zaštita. Isto tako na blagim kosinama, vodama laganog toka sa malim promenama nivoa voda Primenjuje se tamo gde je potrebna brza zaštita obala. Na jače nagnutim škarpama npr 1:2, kao i na stajaćim i lagano tekućim vodama sa jačim promenama nivoa voda Primenjuje se tamo gde je neophodna brza i dobra zaštita. Na jače ugroženim obalama i sa nasipom kamena iznad linije srednjih letnjih voda Primenjuje se tamo gde je neophodna brza i dobra zaštita. Na kosinama sa nagibom 1:1, na strmim škarpama pored mostova i brana. INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Sejanje standardnih travnih zajednica. Mogu se sejati ili na nezaqtiwenoj obali ili delimiwno zaqtiwenoj veqtawkim materijalima kao qto su: nasip kamena, raster elementi, popločavanje prirodnim kamenom i raznih perforiranih zastora. Kod sejanja unutar raster elemenata postoje dve metode. Po jednoj se seje odmah posle postavljanja elemenata u udubljenjima 1‐2 (cm). U drugom slučaju peforacije se odmah napune zemljom i na kraju mešavinom zemlje i semena. Kod sejanja unutar zastora od prirodnog klamena sa kojim su popločane kosine sejanje se vrši unutar fuga dovoljne širine. Fuge moraju da budu široke najmanje 1,5 cm da bi biljke imale dovoljno prostora. Najbolje je da budu ispunjena sa humusno ilovastim peskom ili peskovitom ilovačom. Seme se pomeša sa suvim ilovastim peskom i peskovito ilovastim matičnim supstratom i utisne u slobodne fuge dubine najmanje 4 cm. Pri izboru vrsta trava treba uzeti u obzir ekstremne uslove na popločanom zatoru u odnosu na slobodnu, nepopločanu sredinu. U svim slučajevima najpovoljnije vreme setve je proleće nakon povlačenja visokih voda, kako bi se do pojave letnjih visokih voda, ili do pojave sledećih visokih zimskih voda, formirao zatvoreni vegetacioni pokrivač. 6.3.5.1 Primena Postavljaju se tamo gde nije moguće ili se ne želi formiranje zajednice drveća. Pošto seme voda lako odnosi mogu se zasejati samo one površine koje neće biti plavljenje sve do formiranja zadovoljavajućeg pokrivača. To se dešava na vodama sa malim oscilacijama vodenog ogledala i svakako u gornjim delovima zone III tj. zone između srednjih letnjih voda i srednjih visokih voda. Kod setve na kosinama koje nisu osigurane dodatno primenom mrtvog materijala, obično se donje područje ove zone štiti pomoću gotovih travnjaka a seje se trava samo u gornjim delovima zone. Sejanje cele zone III može se primeniti samo kod mirnih voda i tekućih voda sa malim oscilacijama vodenog ogledala. Način izgradnje Sejanje nezaštičene obale Raster elementi Zator od prirodnog kamena Način delovanja i primena
Zaštita povrqina je umerena. Stoga se primenjuje na manje ugroženim obalama kao npr. na ravnijim kosinama stajaćih i lagano tekućih voda Dobra zaštita ali ekološki i vizuelno nepovoljan način. Stoga samo na ograničenim površinama na mestima koja su ugrožena visokom vodom Zaštita je dobra . Primenjuje se na jako oštećenim obalama ili kosinama brzih vodotoka sa nagibom 1:2 i na strmim kosinama brana i mostova. 6.3.6 Gotovi travni tepisi Primenjuju se travne cigle, travni busen i travni tepih. Primena gotovih travnih tepiha može samo tada da se sprovede ako vrste trava odgovaraju stanišnuim uslovima gradilišta. INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
6.3.6.1 Način podizanja Travne “cigle”: razmere su 30 x30 cm i debljine 2,5 do 4cm. Travne cigle dobijaju se ili iz postojećih odnosno predhodno korišćenih travnjaka za poljoprivredu ili iz travnjaka koji su sejani za te potrebe. Postojeći travnjaci su naročito pogodni za izradu travnih cigli pošto su tu travne zajednice ravnomerne, niske i gusto ožiljene. Kod izrade travnih cigli setvom staništa trava moraju da budu stara najmanje 1 godinu, pošto pre toga ne razvijaju dovoljno gust rez. Travne cigle mogu samo kratko da budu lagerovane, da se ne bi izgubila njihova vrednost kao živog materijala, mora se organizovati njihova brza primena. One mogu da ve vade ručno i mašinski. Travne cigle se odmah postavljaju na mesto ugradnje. U suprotnom moraju se vlažiti. Predhodno se kosine planiraju i razrahle. Za preporuku je postavljanje sloja matičnog supstrata, ali u nekim slučajevima to nije potrebno. Od stanišnih uslova zavisi potreba za đubrenjem. Često načini pokrivanja u vidu ʺtravnih trakaʺ, ʺtravnih rasteraʺ i postavljanjem travnih ciglu u vidu ʺšahovske tableʺ nisu otporni na oštećenja od voda. Stoga cigle treba postavljati sa uzanim fugama i pomerenim poprečnim fugama. Pritom ivice treba lako izdignuti tako da se nakon pritiska formira veza bez fuga. Nakon pokrivanja cela površina se izvalja. Povoljno je nakon završetka radova pokrivanje površina sa tankim slojem zemlje. Pre svega kod tekućih voda, sa velikim oscilacijama nivoa, treba osigurati položene cigle od rušenja. Stoga travne cigle treba osigurati kočićima ili metalnim klinovima koji su pobodeni u zemlju. Takođe može cela površina da se pokrije mrežom ili unakrsnim žicama. U visini srednjih letnjih voda travne cigle su osigurane balama trske, ili fašinama. Postavljaju se tokom cele godine izuzev perioda mraza. Ako se postavljaju zimi temperatura zemljišta mora da bude najmanje 6 oC. Travni tepih se postavlja na prirodnim zemljištima ili veštačkom supstratu. Dimenzije su 30x167(cm) i debljine 1,5 do 2,5 cm. Dve trake daju 1 m2. Treba da budu postavljene odmah po donošenju. Kosine treba da budu planirane i vlažne. Plodno zemljište nije potrebno nasuti. Izuzetno kod jako loših zemljišta kao što su stenovito ili peskovito zemljište tada je dovoljan sloj debljine 3‐5 cm. Po potrebi može se i pođubriti kosina. Fuge moraju da budu tesne i da trake naležu jedna na drugu. Da bi se priljubile travni tepih se mora povaljati i utabati. Preporučljivo je posipanje travnog tepiha tankim slojem plodnog supstrata. Kod jakih kosina trake se mogu osigurati kao kod travnih cigala. 6.4 Profilaktička zaštita malih vodenih tokova Zajednički: Osiguranje malih vodenih tokova je prvenstveno se vrši sadnjom drveća i samo mestimično sadnjom trske, odnosno kombinacijom trske i trave. Preporučuje se sadnja drveća jove. Kod sadnje vrsta vrbe dolaszi do obrastanja vodenog toka i stoga je održavanje jako otežano. Pri ozelenjavanju vodenog toka poželjno je mestimično ostavljati čistine čime se postiže raznovrsnost staništa i uslova sredine (svetlost, senka, različita temperatura vode i različite zajednice biljaka i životinja. Vrste trske treba primenjivati tek kada nije moguća sadnja drveća. Abraziona obala se u principu vezuje samo sadnjom drveća. Kod potoka gde je DPPV sastavljena od tvrdih lišćarskih, šuma bogatih jovom, najpovoljnije je saditi Alnus INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
glutinosu prevashodno za osiguranje obala, ali treba izbegavati monokulture radi postizanja veće raznovrsnosti flore i faune. Efekti : A) Zaštita obale ⋅ Korena Alnus glutinosu prodire 1.5 m duboko u podzemnu vodu osiguravajući donje delove kosien od erozije ⋅ Fino korenje u zoni promena nivoa vode obezbeđuje gornje površine od erozije ⋅ Biotop ⋅ Unapređenje slike Slika 7.2.1 Primer sedmorednog zaštitnog pojasa od buke predela Metode: Živi meaterijal podrazumeva upotrebu sledećih vrsta: Alnus glutinosa, Fraxinus excelsior, Quercus robur, Salic alba, Salix fragilis Način podizanja: Mlade biljke se sade na rastojanju 100‐150 cm u rupe 20‐40 cm iznad srednjih letnjih voda. Ako se sadnja vrši u jednom redu onda obale koje su abrazione treba da budu zasađene jovom, a unutrašnje obale nekim drugim vrstama. Međutim ako se sadi u dva reda, onda unutrašnji red je isključivo od jove, a spoljašnji moze da sadrži druge vrste. Primena trske: Najčešće se primenjuju Glyceria maxima i Phalaris arundinacea i to pre svega na mestima bez drveća. 7. INŽENJERSKO BIOLOŠKE MERE KOJE SE PRIMENJUJU DUŽ SAOBRAĆAJNICA, U NASELJIMA I VAN NASELJA Podrezmeva se, da se u području saobraćajnica, u naseljima i van naselja, primenjuju one bioinžinjerske mere, koje su obrađene u Slika 6.4.1 Osiguranje obala. 1= Alnus glutinosa; 2= predhodnim poglavljima, nao na primer, mere na druge vrste vodama i kosinama. U ovom poglavlju će se govoriti o merama koje se primenjuju za zaštitu od buke, prašine i odbleska, dakle radi se o merama zaštite koje se specijalno izvode duž saobraćajnica, u i van naselja, (uključujući rekreaciona područja) odnosno, između ovih korišćenja prostora. 7.1 Vegetacija INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Ukoliko se radi o prirodnom, ili staništu blisko prirodnom, može da dođe u obzir šumska zajednica današnje prirodne potencijalne vegetacije (DPPV). Međutim, često se radi o čisto antropogenim staništima, koja se često ne mogu tačno istražiti. U tom slučaju izbor biljaka zavisi, pored ispunjavanja inženjersko bioloških ciljeva, i od nekih faktori staništa relevantnih za izbor varsta. 7.2 ZAŠTITA OD BUKE O p š t e: Razlikujemo sledeće objekte za zaštitu od buke: a) objekti isključivo od „živog“ (biljnog) materijala ⋅
Sadnja biljaka u zaštitnim pojasevima Radi se o sadnji biljaka u pojasevima dovoljne širine, na ravnom terenu, u usecima i nasipima. b) objekti koji se sastoje od “živog” i “neživog” materijala: ⋅
Ozeljenjeni zemljani nasipi Radi se o uobičajnim merama zaštite od buke. Zemljani nasip, sa blagim kosinama, koje su ozelenjene. ⋅
Ozelenjeni strmi nasipi Radi se podpornim konstrukcijama sa velikim nagibom kosina nasipa. Ove konstrukcije su ispunjene zemljom i ozeljenene. ⋅
Ozelenjeni zidovi za zaštitu od buke Pod ovim se podrazumevaju konstrukcije u vidu zida od metala, drveta, stakla, betona, veštačkih materijala ili kombinacije ovih materijala. Oni sadrže biljke na jednoj strani ili na obe. Cilj “zaštita od buke” se postiže primenom vrsta sa sposobnostima visokog stepena zaštite od buke. Pošto su takve vrste najčešće “gostujuće vrste”, nije preporučljiva primena DPPV. Za preporuku je primena “poluprirodnih” sastojina od gostujućih vrsta i vrsta koje su odgovarajuće datom staništu, sa velikim mogućnostima umanjenja buke. Takve zajednice biljaka ne ispunjavaju samo inženjersko biološke ciljeve već zadovoljavaju i ekološke efekte. Ukoliko nisu poznate vrste koje su odgovarajuće datom staništu ‐ DPPV, ali i pri primeni gostujućih vrsta, može se istražiti pogodnost vrste za uslove staništa na postavljenoj konstrukciji, uporđivanjem sa poznatim zahteva izabranih vrsta u odnosu na stanište. Kako su postrojenja za zaštitu od buke postavljena neposredno uz saobraćajnice treba uzeti u obzir INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
sva štetna dejstva saobraćajnice na biljke, kao što su: prašina, udar vetra od vozila, gasovi, povišena temperatura, isušivanje. 7.2.1 Efekti U osnovi razlikujemo, efekat smanjenja buke, koji proizvode biljke i efekat samih građevine sa živim i neživim materijalom. Biljke su propusne za zvuk. Kada zvuk dospeva do pravilno ozelenjenog zemljanog nasipa, strmog nasipi i zidova, oni se ponašaju na sledeći način: ⋅
refleksija (odbijaju jedan deo zvuka); ⋅
apsorbcija (apsorbuju jedan deo zvuka ); ⋅
transmisija (proboj manjeg dela zvuka kroz prepreku ); ⋅
rasipanje zvuka preko ivice prepreke. Na osnovu ispitivanja efikasnosti zaštite od buke utvrđeno je da zemljani nasipi, strmi nasipi i zidovi imaju veći efekat od biljaka, pošto sa relativno malom širinom mogu da postignu isto smanjenje buke, dok je kod primene samo biljaka potreban značajan prostor da bi zadovoljile potrebnu zaštitu. Međusobno uporđivanje zemljanih nasipa, strmih nasipa i zidoma u odnosu na smanjenje buke pokazuje da se oni ponašaju istovetno. Za umanjenje buke, kod primene zaštitnih pojaseva od biljaka, bitna je dužina puta koji zvuk prevaljuje u vegetaciji. Naprotiv, kod ozelenjenih nasipa, strmih nasipa i naročito zidova, umanjenje zvuka zavisi od ugla savijanja, visine nasipa, materijala nasipa i zidova kao i od rastojanja i položaja nasipa i zidova prema izvoru zvuka, odnosno prema primaocu zvuka. Iz tih razloga za biljke mogu da budu date opšte važeće vrednosti smanjenja buke (Tabela 7.2.1.1). U tabeli je dat pregled zaštite od buke kod primene zaštitnih pojaseva različite širine: Izvor Deiss et al.(1978) Savezno ministarstvo za saobraćaj (1981) DIN 18005 (1971) Krell (1980) Savezno ministarstvo za zaštitu sredine (1981) Širina Smanjenje buke u dB (A) 1 m 0,05 – 0,15 Smanjenje na 10 m udaljenosti u dB(A) 0,5 – 1,5 100 m 5 (6) – 10 0,5(0,6) – 1,0 10 m 0,2 – 1,5 0,2 – 1,5 50 – 100 m 5 – 10 100 m guste šume sa podrastom 5‐10 ≈1,0 0,5 – 1,0 a) Efekti zaštite od buke Zaštitni pojasevi: Kako je već rečeno, zvuk prodire kroz biljke. Između grana i izbojaka postoje vazdušni mostovi kojima se zvuk prenosi. Takođe, biljke se sastoje od velikog broja malih pojedinačnih prepreka za kretanje zvuka. Zbog svega navedenog biljke apsorbuju i reflektuju samo mali deo zvuka. INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Smanjenje buke ispod 3 dB(A) subjektivno se jedna zapaža. Minimalno umanjenje zvuka, a pri tome uočljivo, treba da bude 5 dB(A). Upoređivanje iznetih podataka u Tabeli 7.2.1.1 uočava se da su efekti smanjivanje buke u zaštitnim pojasevima veoma mali. Ovaj nedostatak može se nadoknaditi širinom zaštitnog pojasa, koja značajno nadmašuje primenu zidova ili zemljanih nasipa. Pri istoj širini pojasa, istom rastojanju i položaju prema izvoru buke, veća zaštita se postiže ako se radi o biljkama sa krupnim lišćem, bogatoj olistalosti, većoj gustin grana i uopšte razgranatosti biljaka kao i njihovoj većoj gustini sadnje. Osim smanjenja jačine zvuka, biljke smanjuju i dinamiku (srednje opadanje zvuka ) kao i spektar frekvencija, u pravcu dubljih frekvancija. Oba efekta imaju za posledicu manju štetnost od buke. Na kraju treba istaći i psihološko dejstvo ovakvih vegetacijonih pojaseva. Ozelenjeni zemljani nasipi: Ozelenjeni zemljani nasipi, pri zaptivenoj, zbijenoj slojevitosti biljnog pokrivaća, mogu svojom masom u podpunosti da snize buku. Refleksije su neznatne (Krell 1980). Ozelenjeni zemljani nasipi spuštaju dinamiku zvuka (srednje opadanje zvuka) i učešće visokih frekvencija zvuka. Ozelenjeni zemljani nasipi pružaju bolju zaštitu od buke od neozelenjenih nasipa. Ovo važi samo onda, kad biljke značajno ne nadvisuju gornje ivice nasipa. Ako su biljke bitno više, može da dođe do rasipanja zvuka kroz grane, listove, grančice preko gornjih ivica, koje može da smanji dejstvo zaštiite od buke za 1 do 2 dB(A) (Krell 1980). Bitno je istaći i efekat učvršćavanja nasipa putem korenovog sistema biljaka. Ozelenjeni strmi nasipi: Prema rasturanju usled refleksije na apsorbujućoj površini (ΔL A, α, Str) dele se strmi nasipi na tri grupe: ‐ reflektujući ΔL A, α, Str < 4 dB ‐ apsorbujući ΔL A, α, Str ≥ 4 dB do < 8 dB ‐ visoko apsorbujuće ΔL A, α, Str ≥ 8 dB Prema Krell (1980) zavise svojstva refleksije i apsorpcije, pre svega od toga, da li zvuk udara u strme nasipe na ivicama saobraćajnice, u zemljanu ispunu, ili tvrdu potpornu konstrukciju. Prema sadašnjim saznanjima vegetacija bitno ne utiče na svojstva refleksije i absorbcije. Ozelenjeni zidovi za zaštitu od buke :Kao i strmi nasipi i zidovi za zaštitu od buke podeljeni su prema prema rasturanju usled refleksije na apsorbujućoj površini I (ΔL A, α, Str) u “reflektujuće”, ”apsorbirajuće” i “visoko absorbirajuće”. Ozelenjavanje deluje samo u manjem obimu na smanjenje buke. U ovom slučaju biljke prvenstveno služe za vizuelno rasčlanjavanje dugačkih zidova. Ukoliko nadvisuju gornje ivice zidova postoji opasnost rasturanja zvuka. b) Drugi efekti INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Pre svega zaštitni pojasevi od buke i ozelenjeni zemljani nasipi su biotopi za brojne biljne i životinjske vrste. Uslovi života u tim biotopima nisu povoljni za biljke zbog emisija sa saobraćajnice. Pored toga biljke doprinose vizuelnom rasčlanjavanju nasipa i zidova. 7.3 Metode 7.3.1 Zaštitni pojasevi Živi materijal Drveće kojem odgovaraju stanišni uslovi; takođe i gostujuće vrste drveća kao i vrste drveća koje su svojstvene staništu. Ukoliko se za jedno stanište mogu da nađu samo gostujuće vrste sa velikim efektom na smanjenje buke, treba ovim vrstama pridodati domaće vrste drveća, koje pripadaju DPPV, iako one imaju malu sposobnost zaštite od buke, kako bi se povećala raznovrsnost i kako bi se poboljšala stabilnost odnosno, mogućnost samoregulacije. Specifičnost vrsta u odnosu na efekte umanjenja buke istražio je Beck 1965. i 1968. godine. On je izvršena kategorizacija biljaka u šest grupa (I grupa = najmanje pogodna; VI grupa= najpogodnija ). Na osnovu toga došlo se do zaključka da su naročito pogodne vrste III ‐ VI grupe. Grupa III obuhvata: Juniperus chinensis ʺPfitzerianaʺ, Betula pendula, Alnus incana, Cornus sanguinea, Cornus alba, Pterocarya fraxinifolia, Forsythia intermedia, Sambucus nigra, Lonicera maackii, Crataegus prunifolium, Lonicera ledebourii, Acer megundo, Populus canadensis ‐ Hybr., Corylus avellana, Tilia cordata. Grupa IV obuhvata: Philadelphus pubescens, Carpinus betulus, Syringa vulgaris, Fagus silvatica, Ilex aquifolium, Ribes divaricatum, Quercus robur, Rododendron spec. Grupa V obuhvata: Populus berolinensis, Viburnum lantana, Viburnum rhytidophyllum, Tilia platyphyllos. Grupa VI obuhvata: Acer pseudoplatanus 7.3.1.1 Način podizanja Sadnja se vrši u po pravilu u jame. Raspored drveća i šiblja kao i broja biljaka, u grupi biljaka jedne vrste, je sličan kao kod vetrozaštitnih pojaseva. Pri čemu treba imati u vidu sledeće: a) kako bi se povećalo njihovo relativno slabo dejstvo, zaštitni pojasevi moraju da budu što širi, i najmanje 5 metara viši od kolovoza (Krell,1980); b) upotrebljavati vrste sa visokim mogućnostima umanjenja buke; INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
c) pojas, prema izvoru zvuka, mora da bude kompaktan od podnožja do vrha, sa dobro izgrđenom ivicom, odnosno “porubom”, “mantilom” i “baldahinom”. Takđe treba izbegavati perforacije u ivičnom području pojasa; d) važno je da u unutrašnjosti pojasa biljke budu visoko olistale, odnosno očetinjene i razgranate. Takav pojas može se postići primenom različitih kombinacija vrsta. Izbor će zavisiti od postojećih stanišnih uslova i sposobnosti smanjivanja buke. Stoga nije moguće dati opšte važeći predlog ili recept. Prema Krell (1980) sadnja zaštitnog pojasa treba da počne neposredno uz saobraćajnicu. Ukoliko je na raspolaganju dovoljno prostora treba formirati široke zaštitene pojaseve sa više prekida “zasuna”. Na taj način, prema jednima, biće uvečan “ivični efekat”. Prema drugima, na taj način se postiže bolja osvetljenost biljaka unutar pojasa, i time se postiže bolja olistalost i razgranatos drveća. Široki pojasevi se u praksi retko podižu zbog nedostatka prostora; već kod podizanja tri troredna zasada od 2‐3 m širine, sa najmanjim razmakom od 5 m, dobija se ukupna širina od 16‐19 m. 7.3.1.2 Primena Naročito između saobraćajnice i naselja (uključujući rekreaciona područja), ukoliko ima dovljno mesta na raspolaganju kako bi se postiglo zadovoljvajuće smanjenje buke. 7.3.2 Ozelenjeni zemljani nasip Živi materijal Pošto vegetacija ne sme da pređe krunu nasipa, preporučuje se upotreba žbunja. 7.3.2.1 Način podizanja Primenjuju se nasipi sa poprečnim presekom u vidu trapeza (Slika7.3.2.1.1). Prema Krell (1980) kruna nasipa treba da bude širine najmanje 1 metar. Veći efekat zaštite od buke se postiže ako je gornja ivica nasipa (kruna nasipa) bliža kolovozu, što se postiže većim nagibom kosine nasipa do kolovoza (1:1,5) Ukliko postoji dovoljno prostora, druga kosina, suprotno može da bude blaža (Slika 7.3.2.1.1). Na nožici nasipa nekad je potrebno formirati odvodni kanal, što zavisi od uslova staništa. Nasipi se izgrađuju od svih tipova zemljišta pogodnih za rast biljaka. Pre setve ili sadnje preporućuje se nasipanje 10 ‐ 15 cm matičnog supstrata. Preporućuje se da biljke značajno ne nadvise nasip, što se postiže sa sadnjom žbunja u donjem delu (u prve dva trećine nasipa), dok se u gornjoj trećini nasipa seje trava. Najbolji efekat smanjenja buke biće postignut ako se nasipi formiraju što bliže izvoru buke. INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Slika 7.2.1.1 Zemljani nasip za zaštitu od buke prema Krell 1980 7.3.2.1 Primena Ovaj metod se naročito preporučuje za prostore između ulica i naselja: •
kada je na raspolaganju relativno dosta terena, ali to nije dovoljno za podizanje zaštitnog pojasa, •
ako se srednja jačina buke mora smanjiti za 6 do 12 dB(A). 7.3.3 Ozelenjeni strmi nasip Živi materijal Koristi se poleglo žbunje, trave i korovi, kao i razni tipovi puzavica. Pitanje ispravnog ozelenjavanja strmih zidova još uvek nije u pođpunosti razjašnjeno a odnosi se na izvor vrsta koje su pogodne za dato stanište i sa stanovišta rasprostiranja zvuka. Do sada su preduzimana različita ozelenjavanja, koja su postignuta upotrebom drveća, preko sejanja divljih vrsta trava i korova, do upotrebe “ukrasnog šiblja”. Pri izboru biljaka treba uzeti u obzir, da pored nepovoljnih stanišnih uslova pored saobraćajnice, može da nastupi isušivanje, pre svega u gornjim delovima strmih zidova, 7.3.3.1 Način izgradnje Strmi zidovi se sastoje od noseće konstrukcije sa strmim kosinama zida, koje su ispunjene zemljom i ozelenjene. Potrebno je samo 20 do 25 % od ukupne količine zemlje koja je potrebna za zemljani nasipi. Prema Krell postoje sledeći tipovi ovih zidova (Slika 7.3.3.1.1).: INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
a) Zaštitne police, “sače”. U ovom slučaju polaže se zemlja na horizontalne, odnosno gotovo horizontalne nosače (Slika 7.3.3.1.1 pod A). Mogu da budu upotrebljene i cevi položene jedna na drugu (Slika 7.3.3.1.1 pod B). Efekat zaštite od buke: visoka absorpcija (ΔL A, α, Str ≥ 8 dB) b) Zaštitna korita Korita mogu da budu pravougaona i sa stranama (Slika 7.3.3.1.1 pod C) pod uglom (Slika 7.3.3.1.1 pod D) i ispunjena su plodnom zemljom. Efekat zaštite od buke: absorpcija (ΔL A, α, Str ≥ 8 dB) c) Žičani kavezi Radi se o “kavezima” od žičanog pletiva (Slika 7.3.3.1.1 pod E) ili o konstrukcijama od gotovih perforiranih betonskih elemenata (Slika 7.3.3.1.1 pod F), koji zadržavaju zemljište strmih nasipa. Efekat zaštite od buke : Žičani kavezi : apsorbcija (ΔL A, α, Str ≥ 4 do < 8 dB) Gotove betonske konstrukcije: refleksija (ΔL A, α, Str < 4 dB) d) Skele od korita ili ramova Kod ovih konstrukcija stepenasto se postavljaju betonska korita (Slika 7.3.3.1.1 pod G) ili ramovi ( Slika 7.3.3.1.1 pod H). Efekat zaštite od buke : Ukoliko su spoljašnje stranice korita ili ramova “tvrde”: refleksija (ΔL A, α, Str < 4 dB) Kao posledica eksponiranog položaja kao i relativno male površine izložene padavinama, gornje površine zidova su jako ugrožene usled isušivanja. Brojne konstrukcije zidova stoga se veštački zalivaju. Kao i u slučaju zemljanih nasipa i strme nasipe treba po mogućstvu postaviti što bliže izvoru buke. Prema Krell prostor potreban za strmi nasip je iste površine kao i za obostrano ozelenjen zaštitni zid od buke. Stoga se treba odlučiti, da li upotrebiti strmi nasip ili zaštitne zidove protiv buke. 7.3.3.2 Primena INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Naročito između saobraćajnica i stanovanja •
ukoliko je na raspolaganju malo prostora i •
ako se srednja buka mora smanjiti za 6 do 12 dB(A). 7.3.4 Ozelenjeni zaštitni zidovi protiv buke Ovi zidovi su ozeljeneni samo iz vizuelnih razloga i pitanje je stoga da li se ovde radi o pravim inženjersko biološkim merama. Živi materijal Pošto vegetacija ne sme značajno da nadvisi zid u upotrebi je uglavnom šiblje. Kako uglavnom nema dovljno mesta na raspolaganju za sadnju, najbolje je upotrebljavati puzavice i biljke koje padaju niz zid. Važno je, da ove biljke ne umanjuju apsorpciona svojstva zida, ali postoji mogućnest večeg rasturanja usled refleksije na površini apsorpcije (ΔL A, α, Str). Prema istraživanjima Rostock et al.(1979) to se postiže pre svega vrstom Parthenocissus quinquefolia ali i vrstama Rubus fruticosus i Polygonum aubertii. 7.3.4.1 Način podizanja Postoje različiti tipovi zidova i konstrukcija kao i mogućnosti uređenja i ugradnje zelenila. Zajedničko za sve je da su zidovi efektniji ukoliko su bliži izvoru buke. Po pravilu rastojanje zida od čvrste ivice saobraćajnice ne treba da bude veće od 2,5 m. Biljke mogu da se zasade na strani saobraćajnice, ili sa druge strane zida. U drugom slućaju, strana zida prema saobraćajnici pokrivena je biljkama tek nakon nekoliko godina. Ovaj način ima prednosti, pošto su biljke zaštičene od štetnih emisija sa saobraćajnice. Teba razmotriti i mogućnost postavljanja žičanog pletivam, ili nosača za puzavice. Ukoliko sa strane saobraćajnice ima dovoljno mesta, kao na primer, kada se zidovi postavljaju na zemljani nasip ili na gornjoj ivici kosina, umesno je podizanje “zaštitnih pojaseva” kako je to opisano u predhodnim poglavljima. Kako bi se smanjilo rasturanje zvuka , drveće nesme značajno da nadvisi gornju ivicu zida. 7.3.4.2 Primena Pre svega između saobraćajnica, odnosno železničkih pruga i naselja, kada je na raspolaganju malo terena. Na saobraćajnicama gde je potrebno sniziti srednju buku za 6 do 12 db(A). 7.4 Zaštita od prašine INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Pre svega se radi o ozelenjavanju u funkciji zaštite od imisija prašine, koja je posledica saobraćaja. Takvi zaštitni pojasevi često imaju zadatak i zaštitu od buke, pogleda ili osiguranje kosina. Ovde su ipak opisani kao posebni zaštitni pojasevi, pre svega što zahtevaju poseban izbor vrsta i način podizanja. Opšte Saobraćajnice emituju prašinu, čađ, olovo; u tragu fosfor, hrom, nikl, bakar, molibden, arsen, kadmijum i živu. Zaštita zavisi od načina podizanja zaštitnih pojaseva i od izbora vrsta koje imaju svojstva zaštite od prašine. Pošto su to uobičajeno gostujuće vrste ne može da se težiti DPPV. Kao i kod zaštitnih pojaseva od buke tako i ovde nije retka kombinacija gostujućih vrsta i vrsta koje odgovaraju staništu tj. stvaranje “poluprirodnih” biljnih zajednica, koje pored ispunjavanje inženjersko ‐ bioloških ciljeva imaju i zadovoljavajuće ekološko dejtvo. Izabrane vrste treba da podnose negativne uticaje saobraćajnice. 7.4.1 Efekti a) Zaštita od prašine Filtracija prašine uz pomoć biljaka zasniva se na sledećim prednostima: •
izazivaju pokretanje vazduha na malim prostorima usled čeka dolazi do razređivanja koncentracije štetnih materija u donjim slojevima vazduha; •
kao posledica smanjenja jačine vetra i turbulentnih strujnica prašina će biti pojačano izbačena; Slika 7.4.4.1 Zaštitni pojasevi različite dužine i •
kao posledica isparavanja i povečanja vlažnosti širine duž saobraćajnica sa funkcijom prečišćavanja vazduha vazduha, hladi se vazduh u području lišća što A = Jednoredni uzani produvni zaštitni pojas: izaziva lagerovanje fine prašine; Mala filtracija prašine •
lišće i četine apsorbuju prašinu. Ta absorpcija B = Nepropusni zaštitni pojas;Mala filtracija prašine; Neželjene turbulencije u zavetrini zavisi od različitih faktora. Navode se: indeks C = Produvni, širok zaštitnipojas; Dobra filtracija površine lista (suma gornjih i donjih površina prašine D = Pojedinačni i slojeviti pojasevi sa lista i četina u odnosu na povšinu koju zauzima listopadnim drvećem; veoma dobra filtracija jedno drvo), rapavost i dejstvo prihvatanja. prašine ‐ sedimentacija prašine naročito u toku Prema Raumler (1983) značajna je još vlažnost leta E = Pojedinačni i slojeviti pojasevi od lista, lepljivost, dlakavost i električni naboj listopadnog i četinarskog drveća : veoma dobra lista; filtracija i sedimentacija prašine i zimi. INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
•
Prašina koja se taloži na listovima i četinama biće isprana i nataložena u zemljištu. Istraživanja su pokazala da živica (nisko gusto zasđena na ivici saobraćajnice) smanjuje sadžaj olova, na rastojanju od 10 m, za 40 % u odnosu na vrednost u području bez žuvica. Takđe je važno znati da u toku vegetacijone periode listopadno drveće ima veću moć absorpcije. Četinarsko drveće ima tu prednost da i u zimskom periodu funkcioniše. U odnosu na strukturu i prostorni raspored napovoljniji su pojasevi sa razmacima i stepenasto naleglim biljkama. b) Ostali uticaji Zaštitni pojasevi su biotopi za brojne biljke i životinje, ali zbog emisija prašine nisu najpogodnija životna staništa. 7.5 Metode Živi materijal Vrste koje su odgovarajuće za dato stanište; takođe se kpriste i gostujuće vrste kao i vrste svojstvene staništu. U Tabeli 7.5.1 su prikazana svojstva pojedinih vrsta za zaštitu od prašine. Tabela 7.5.1 Vezivanje prašine prema Ullrich (1980) Vrsta Drveća Ligustrum vulgare Salix caprea Crategus laevigata Corylus avellana Tilia platyphylos Alnus glutinosa Quercus robur Alnus incana Quercus petrea Fagus sylvatica Rhamnus frangula Sambucus nigra Sambucus aucuparia Prunus avium Betula pendula Acer pseudoplatanus Fraxinus excelsior Prunus padus Robinia pseudoacacia Populus nigra Populus tremula Aver platanoides 7.5.1 Način podizanja Srednja vrednost 4,50 4,16 409 4,00 4,00 4,00 3,66 3,50 3,43 3,33 3,00 2,80 2,75 2,75 2,70 2,62 2,37 2,33 2,00 1,85 1,75 1,66 Opisno visoko do veoma visoko srednje do visoko malo do srednje veoma malo INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Po pravilu drveće se sadi u jame. Za izradu plana sadnje važno je sledeće: a) potrebno je predvideti relativno veliko učešće vrsta šiblja. Na taj način dobija se slojevitost. b) potrebno je predvideti sadnju lišćara i četinara Po mogućstvu sadnja treba da je što šira i da su zaštitni pojasevi postavljeni što bliže saobraćajnici. 7.5.2 Primena Pre svega između saobraćanice i naselja i između saobraćajnice i rekreacionih područja. 7.6 Zaštita od odbleska Postavlja se na sredini saobraćajnice. Zadnjih godina se manje koristi zbog teškog održavanja ovih pojaseva koji su ugroženi prašinom, solima, gasovima, visokim temperaturama i pojačanim zračenjem sa saobraćajnica. Ovi pojasevi potrebni su i na drugim mestima ne samo u sredini saobraćajnica, kao na primer, kod saobraćajnica sa velikim brojem krivina i suprotnih krivina, kod ukrštanja kao i u okolini sportskih objekata. Zaštitni pojasevi od odbleska imaju često i druge funkcije zaštite od buke, prašine, vetra i dr. Opšte Odsjaj, dakle smetnje u sagledavanju, može da bude izazvan različitim svetlosnim izvorima. Kako je gore objašnjeno najčešće se koriste od smetnji izazvanih kretanjem automobila. Kako su pojasevi u sredini saobraćajnice jednoredni retko se koriste autohtone biljke, ali je moguće primeniti i biljke koje su bliske DPPV. Mada je ovde teško ustanoviti DPPV zato što treba uzeti u ovzir nepovoljne uticaje same saobraćajnice. 7.6 1 Efekti a) Zaštita od odbleska ⋅
Gusto razgranato drveće: kod suvog kolovoza za 85%, kod vlažnog kolovoza za 84%. ⋅
Ređe drveće bez zimske olistalosti: kod suvog kolovoza 71,5%, kod vlažnog kolovoza 72%. ⋅
Nisko ogoljeno razgranato drveće : kod suvog kolovoza 38% Zaštita je utoliko bolja ukoliko je gustina grana veća i ukoliko je pojas širi. Zimi je zaštita bolja ukoliko je u pojasu više četinarskih vrsta. b) drugo dejstvo INŽENJERSKA BIOLOGIJA
Skripta
Prof. dr Jasminka Cvejić
Nisu kvalitetni biotopi ali doprinose slici predela. 7.7 Metode Živi materijal Pogodne su sledeće vrste: Acer campestre, A. platanoides, A. pseudoplatanus, Aesculus hippocastanum, berberis vulgaris, Carpinus betulus, Cornus mas, Crataegus monogyna, Cytisus scoparius, Fagus silvatica, Hippophae rhamnoides, Ilex aguifolium, Ligustrum vulgare, Lonicera xylosteum, Picea abies, Pinus montana mugo, Pinus silvestris, Prunus mahaleb, Prunus spinosa, Quercus petrea, Rhamnus catartica, Ribes alpinum, Rosa rugosa, Rosa virginiana, Rosa canina, Rosa rubiginosa, Salix aurita, Salix purpurea, Symphoricarpus orbiculatus, S. racemosus, Taxus baccata, Thuja occidentalis, Viburnum rhitidophyllum Takođe su pogodne i sledeće vrste: Alnus glutinosa, A. incana, Euonymus europea, Larix decidua, Populus alba, P. canadensis, P. nigra, Prunus avium, P. padus, Rhamnus frangula, Sambucus nigra, Tilia cordata, T. platiphillos, Ulmus carpinifolia, U. scabra. 7.7.1 Efekti a) Pojasevi na sredini saobraćajnice Slika 7.6.1.1 Zaštita od odbleska na autoputevima
1= srednja pruga sa plodnom zemljom; 2= saobraćajnica; 3 = podloga; 4 =
Sadnice se sade u jame. Širina odbojnik; 5 = trav;
štrafti je 3‐4m. Sadnice se sade veoma 6 = sadnica; A,B,C,D = grupe biljaka iste vrste gusto na rastojanju od 30 ‐ 50 cm. Primenjuje se uglavnom nisko, srednje i visoko žbunje. Na Slici 7.6.1.1 je prikazan raspored sadnje. b) Pojasevi na drugim mestima Koristi se sadnja u jame. Izbor drveća sadnja se vrši kao i kod drugih pojaseva, kao na primer, vetrozaštitnih pojaseva. Podrazumeva se da ukoliko su širi, zaštita je bolja. 
Download

Deao 5 - data.sfb.rs