Anordnung für ein vergrößerungsfähiges SiedlungsSystem für erosionsgefährdete, insbes. trockene und sandige Gebiete und Verfahren zur Herstellung von Teilen des SiedlungsSystems.

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für ein vergrößerungsfähiges Si edlungssystem für erosionsgefährdete, insbesondere trockene und sandige Gebiete und ein Verfahren zur Herstellung von Teilen 5 des Siedlungssystems.

Anordnungen für vergrößerungsfähige Siedlungssysteme, insbesondere für trockene und sandige Gebiete und Verfahren zur Herstellung von Teilen eines solchen

10 Siedlungssystems sind bereits bekannt. So wurden schon in früheren Zeiten bei ausreichend vorhandenen. Grundwasse rquel len oder durch Brunnenbau- solche vergrößerungsfäh gen Siedlungssysteme erschlossen und durch geeignete Verfahren mit Erfolg betrieben, doch

15 war dies oft nur mit einem hohen Kostenaufwand möglich _, da das Baumaterial am Bauort nicht vorhanden war und daher zur Baustelle meist über größere Entfernungen ant ansportiert werden mußte. Auch wurden umfangreiche Bewässerungsanlagen in früheren Zeiten

20 gebaut, denen Wasser aus über längere Strecken geführte, solide gebaute Bewässerungsrinnen zugeführt wurde, wobei jedoch viel Wasser durch Verdunstung und Undichtigkeiten verlorenging.

25 Später gebaute, zum Teil ähnliche Anlagen in unterentwickelten Gebieten haben auch heute noch vergleichsweise ähnliche Nachtei le, so daß sie durch modernere Bewässerungsanlagen zur Erschließung von Siedlungssystemen ersetzt werden mußten. Für größere,

30 trockene und sandige Regionen waren derartige Anlagen in der Regel zu teuer, so daß man andere Wege einschlagen mußte. Zur Erschließung neuer

Siedlungseinheiten hatte man daher z. B. BeregnungsumlMufe installiert, die aus Grundwasser gespeist wurden und kreisförmige Flächen zu bewässern hatten. Da diese Flächen vor Sonneneinstrahlung, Wind und fortschrei ender Erosion nicht genügend geschützt werden konnten, blieb der angestrebte Erfolg zur Kultivierung und Fruchtbarmachung derartiger Regionen aus. Hierzu trug auch die Tatsache bei, daß Tauwasser oder Niederschläge zu schnell im Boden versickerten und daß durch die ständige Sonneneinstrahlung eine zu rasche Verdunstung erfolgte, so daß der Grundwasserspiegel nicht in optimaler Höhe auf echterhalten werden konnte.

Sprinkler-Bewässerungsanlagen erwiesen sich zwa.r als wirkungsvoll an Orten, wo die Erosion eine nicht so große Rolle spielte, waren aber sehr aufwendig und damit zu kostspielig, da die gesamten Materialien zum Bau der Anlagen mit erheblichem Transport- und • Kostenaufwand herangeführt werden mußten und diese

Anlagen infolge der hohen Korrosionsanfäl ligkeit einer ständigen Wartung und Reparatur bedurften.

Die kontinuierliche Begrünung und Fruchtbarmachung arider Gebiete durch diese Sprinkler-Bewässerungsanlagen bli eb -deshalb auch ohne großen Erfolg, weil für die ständige Wartung und die schnell anfallenden Reparaturen meist kein ausreichend geschultes Personal am Ort zur Verfügung stand, um die Funktionserhaltung der Anlagen ^' zu gewährleisten.

Es wurde andererseits zwar versucht, eine Begrünung auch dadurch vorzunehmen, indem man Saatgut, ^" z. B. mit feuchtigkeitsha Itenden Kunststoffte Lehen, versah

und in den Boden einbrachte, doch war eine anhaltende Nutzung mit dieser Maßnahme nicht möglich, we l geschultes Personal für die weitere Entwicklung der Begrünungsflächen nicht ausreichend zur Verfügung stand.

In der US-PS 4 539 036 ist ein Verfahren zur Förderung der Vegetation für trockene Böden mit Hilfe einer ^■ Mischung beschrieben, die flüssiges 1,3-Butadien n Homo- oder Copo lymerform und eine schwammartige Biomasse enthält, wobei das polymere Butadien in Gegenwart von Sauerstoff polymeri si ert und dabei ein gitterähnl ches, wasserdurchlässiges Polymer ohne Film bildet. Mit diesem Verfahren werden optimale Kei ungsbedingungen von Saatgut, insbesondere auch dann erreicht, wenn der zu behandelnde Boden einer starken Erosion unterworfen ist. Dies ist dadurch zu erklären, daß die Mischung eine Vernetzung des Bodens, auch wenn dieser fast nur aus Sand besteht, mit dem Saatgut bewirkt und dadurch das Wasser im Boden am vorschnellen Versickern hindert. Eine Verdunstung durch die schädliche Einwirkung der Sonneneinstrahlung wird dadurch weitgehend vermieden, so daß das Saatgut zur schnellen Keimung kommt, überdies ermöglicht diese Vernetzung, daß der Bewässerungsauf and verringert und dadurch der Grundwasserbestand we tgehend geschont wi d.

Der Erfindung liegt damit die Aufgäbe, .zugrunde, eine Anordnung für ein vergrößerungsfähiges Siedlungssystem für erosionsgef hrdete, i nsbesondere- trockene. und sandige Gebiete, vorzuschlagen, das bei schonendem Verbrauch von Grundwasser eine ausre chende Selbstversorgung seiner Bewohner mit Nahrung

gewährleisten soll. Auch soll mit der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen werden, mit dem Teile des Siedlungssystems, insbesondere Baumaterialien und Bebauungsflächen sowie Straßen von Siedlungseinheiten 5 durch Einsatz eines chemischen Bindemi tels bei Vorhandensein von reinem Sand hergestellt bzw. stabilisiert und Fe df lachen ^' davon rekultiviert werden sollen.

10 Diese Aufgabe w d erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das sich in Zonen gliedernde Siedlungssystem aus leinen,überschaubaren Siedlungseinheiten begrenzter Größe aufbaut, die durch Straßen miteinander verbunden sind, Brunnenanlagen und Bewirtschaftungsflächen

15 aufweisen sowie in relativ kurzen, meist radialen Abständen so zueinander angeordnet sind, daß Wasser von den bewässerten Bewirtschaftungsflächen wieder in die Brunnenanlagen zurücksickern und sich dort sammeln kann, wobei jede S edlungseinhei eine etwa

20 kreisförmige Bebauungsfläche mit in der Regel an ihrem Rande angeordneten Häusern und in der Mitte die Brunnenanlage aufweist. Die Bebauungsfläche der Siedlungseinheiten einschließl ch der Brunnenanlagen sowie die Straßen sind mit Hilfe eines chemischen

25 Bindemittels tragfähig stabilisiert, wobei das chemische Bindemittel eine Komponente einer erhärtbaren Mischung ist, aus der alle Baumaterial.-i en ^' zum Bau der Häuser der Siedlungseinheiten bestehen.

30. Weitere AusgestaItungen der Anordnung nach der

Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 7. '

Das erf ndungsgemäße Verfahren ^" zur ^" Herstellung von

Tei len des Si ed lungsS stems nach Anspruch 1 ergibt sich aus den Unteransprüchen 8 bis 14.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß mit dem vergrößerungsfähigen Siedlungssystem für erosi onsgefährdete, insbesondere trockene und sandige Gebiete, eine ausreichend Selbstversorgung seiner Bewohner mit Nahrung aus dem Siedlungss stem bei schonendem Verbrauch seines Grundwasservorrates gewäh leistet ist. Dies wird dadurch erreicht, daß zunächst alle etwa kre sförmigen Bebauungsflächen der Siedlungseinheiten des Siedlungssystems mit einem chemischen Mittel, bestehend aus flüssigem, besonders niedrigviskosem Po lybutadi en, etwa 2 bis 5 Stunden lang ohne

Einwirkung von Regen oder Wasser behandelt werden, wodurch nicht nur die notwendige Verfestigung der Bebauungsfläche zum Bau der Häuser und der Anlagen von Straßen und Brunnen gegeben ist, sondern auch eine komplette Abdeckung dieses Siedlungsbereiches zur

Verhinderung der schädlichen Verdunstung gegeben ist, so daß der Grundwasserspiegel nicht abgesenkt wird und damit eine ausreichende Wasserversorung seiner Bewohner möglich ist, und zwar dadurch, daß Grundwasser von den Seiten, der Siedlungseinheiten und bewässerten Bewirtschaftungsflächen wieder in die Brunnenanlagen zurücks ckern und sich hier sammeln kann. Auch wird durch die Stabilisierung der Bebauungsflächen, erreicht, daß der Untergrund der Häuser kühl bleibt und dadurch das Wohnen in den Häusern trotz starker Sonneneinstrahlung wesentlich angenehmer macht. Die Erhaltung des Grundwasserspiegels in diesen Siedlungsbereichen wird noch dadurch erheblich verbessert, daß um sie Bewirtschaftungsflächen bzw.

Felder angeordnet sind, die mit einer Hydrosaatkombination rekultiviert sind und durch Bildung einer Begrünung die Bodenfeuchtigkei erhalten. Schließlich schützt ein um das Siedlungssystem angelegter, mit flüssigem Polybutadien behandelter Schutzgürtel vor Erosion und ständig vorhandener Staubbildung ^" , so daß auch mit dieser Maßnahme das Siedlungssystem im Endeffekt vor gefährlicher Absenkung des .GrundwasserspiegeIs bewahrt bleibt. Ein weiterer großer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das gesamte, für das Siedlungssystem benötigte Baumaterial an Ort und Stelle durch angelernte Kräfte ohne großen Aufwand unter Verwendung von geringen Bindemittelanteilen und örtlich vorhandenen reinen Sanden billig und schnell herstellbar ist. Um ein Eindringen von Wasser in die Häuser der Siedlungseinhei en zu vermeiden, sind ihre Außenseiten mit einem Farbanstrich versehen. Die Kosten für die erforderl chen Maschineneinrichtungen ^" sind überdies im Vergleich mit denen für übliche Siedlungssysteme sehr niedrig. H.olz für Schalungen oder ^' zum Brennen von Ziegeln,mit AusrratTm f r das Formen von Mauersteinen, bspw. mit Hilfe einer Ho Lzsteckscha lung, oder von Halbschalen als Dachformte le wird nicht benötigt. Der Straßenbelag kann durch einfaches Zwangsmischen und Stampfen von Hand hergestellt werden. Das Baumaterial ist überdies im abgebundenen Zustand sehr massiv und bietet dadurch besonderen Schutz vor zu starker Sonneneinstrahlung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung und. über an s-ich bekannte Baumateriali en ^' zur Herstellung von Häusern des erfi.ndungsgemäßen Siedlungssystems sind in den Zeichnungen dargestellt und werden, im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

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Fig. 1 - eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung für ein vergrößerungsfähiges Siedlungssystem,

Fig. 2 - eine einzelne Siedlungseinheit der erfindungsgemäßen Anordnung in schemat i scher Darstel lung,

Fig. 3 - eine schematische Schnittdarstellung einer . Brunnenanlage für das erfindungsgemäße Si edlungssystem,

Fig. 4 - Mauersteine, hergestellt aus einer erhärtbaren Mischung aus reinem Sand und flüssigem Polybutadien und mit einer Form hierzu, gebaut aus einer einfachen Holzsteckschalung, zum Bau von Häusern der Si ed.lungsei nhei ten des erfindungsgemäßen Siedlungssystems,

Fig. 5 - eine uπbewehrte Halbschale als selbsttragende

Dachform für die Häuser der Siedlungsei nheiten,

Fig. 6 - einen schematischen Mi roschnitt von verfestigtem Sand mit Hilfe eines chemischen Bindemi tt eis • aus Polybutadien, das um Sandkörner gebildete Fi lme aufweist und

Fig. 7 - eine schematische Darstellung eines wiederbegrünten Feldbereiches in Vergleich mit einem unbehandelten Feld mit Hilfe einer Hydrosaatkombinat on.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung für ein vergrößerungsfähiges Siedlungssystem l. für erosionsgefäh rdete, insbesondere

trockene und sandige Gebiete, gemäß der Erfindung. Das Siedlungssystem 1 besteht aus kleinen, überschaubaren Siedlungseinheiten 2, 2a, 2b, 2c begrenzter Größe, die durch Straßen 6 miteinander 5 verbunden sind, Brunnenanlagen 4 und Bewi rtschaftungs- flächen 7 aufweisen sowie in relativ kurzen, meist radialen Abständen so zueinander angeordnet sind, daß Wasser von den bewässerbaren Bewirtschaftungsflächen 7 wieder in die Brunnenanlagen 4 zurücksickern und

10 sich dort sammeln kann. Jede Siedlungseinheit 2, 2a, 2b, 2c weist eine etwa kreisförmige Bebauungsfläche 3 mit in der Regel an ihrem Rand angeordneten Häusern 5 und in der Mitte die Bruπnenanlage 4 auf. Die Bebauungsfläche 3 der Siedlungseinheiten 2, 2a, 2b, 2c

15 einschließlich der Brunnenanlage 4 sowie die Straßen 6 sind mit Hilfe eines chemischen Bindemittels tragfähig stabilisiert. Das chemische Bindemittel bildet auch eine Komponente einer erhärtbaren Mischung, aus der alle Baumaterialien, z. B. Mauersteine 16,

20. Fundamentplatten 17, Halbschalen 18, zum Bau der.-^

Häuser der Siedlungseinhei en 2, 2a, 2b, 2c bestehen (Fig. 4 und 5) ^' .

Das hierfür verwendete chemische Bindemittel ist 25 bevorzugt ein niedermolekulares, stereospez. fi sches, unversei fbares, flüssiges Polybutadien mit einer - Jodzahl von 450, wobei dieser ungesättigte, reine aliphatische Kohlenwasserstoff neben den

Doppelbindungen keine polaren Gruppen enthält und 30 seine sterische Doppe Ibindungsverte lung-wi e folgt ist:

72 Gew.-% 1,4-ci s-polybutadi en,

27 Gew.-% 1,4-trans-polybutadien, 1 Gew.-vi VinyIpolybutadieα.

Dieses flüssige Bindemittel hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, weil sich die diesem Bindemittel zugrunde liegende 1,4-cis-polybutadien-Komponente gegenüber anderen Stereoisomeren als besonders niedrigviskos, gut substrateindringend und

-hochreaktiv bei oxi dativer Lufttrocknung ausweist. Molekularer Luftsauerstoff wird nac _. h Kontakt chemisch addiert, so daß eine Pol merisation und Vernetzung ausgelöst wird, die schließlich zur Gelierung und zum Filmnetzwerk führt. Aufgrund seiner guten Vernetzba rkei t für mineralische Stoffe Csiehe Fig. 6) ist dieses Bindemittel besonders gut zur Stabi lisierung von Oberflächen in trockenen, sandigen Regionen und damit auch zur Stabilisierung der Bebauungsf Lachen 3, Brunnenanlagen 4 und Straßen 6, wie sie in der erfindungsgemäßen Anordnung für das vergrößerungsfähige Siedlungssystem in trockenen und sandigen Gebieten vorgesehen sind, geeignet, da hierzu weder Wasser noch Zement noch . Zusch läge erforderlich sind. Die Flächenstabilisierungen können von Hand oder mit Fertigern vorgenommen werden.

Dies gilt in gleichem Maße für die Bausteinherstellung, da hierzu nur der am Ort zur Verfügung stehende reine Sand mit diesem Bindemi ttel ^' zu einer erhärtbaren

Mischung in einem Zwangsmischer, z. B. 15 bis 120 Sekunden lang, vermischt zu werden braucht. Hierzu sind kein Wasser und Zement, aber auch kein bituminöses Bindemittel, Splitt oder Kies erforderlich, so daß die Transportkosten insoweit und im allgemeinen äußerst niedrig gehalten werden können. Die Kosten für die Mischungsherstellung liegen niedrig, da nur 0,5 bis 3 Gew.-% vom chemischen Bindemittel für die Herstellung der Mischung erforderlich sind und der Rest von 97 bis 99,5 Gew.-% aus am Ort vorhandenem reinen Sand besteht.

Aus der erhärtbaren Mischung werden alle Baumaterialien, z. B. Mauersteine 16 (Fig. 4b) oder in Formen aus Holz, z. B. in einer Ho Lzsteckscha Lung 15 (Fig. 4a ⁾ , aus Stahl- oder Kunststoff von am Ort angelernten Arbeitskräften schnell und preiswert hergestellt. Dies gilt auch für andere Formteile, wie z. B. für die Fundamentplatten 17, die Halbschalen 18 (Fig. 5) zum Dächerbau de r Häuser 5. der Siedlungseinhei en 2, 2a, 2b, 2c.

Die Formen müssen hierfür nicht vorbehandelt werden, auch sind Trennmittel, wie z. B. Schalungsöle, nicht erforderlich. Bei der Verarbeitung muß nur dafür Sorge getragen werden, daß die Baumaterialien in den ersten 2 bis 5 Stunden, während ihrer. Abbindezeiten, vor Regen oder sonstigen Wassereinw rkungen geschützt bleiben. Die Abbindezeiten sind von der Lufttemperatur abhängig und können sehr kurz eingestellt werden. Die Aushärung der Baumaterialien erfolgt durch Aufnahme von Sauerstoff aus der Luft.

Bei der Anfertigung der Baumaterial en- sind im übrigen keine besonderen arbeitsschutztechnischen Maßnahmen erforderlich. Der beim Mischen kurzfristig auftretende und dem Fertigprodukt kurzzeitig anhaftende Geruch ist nicht gesundheitsschädigend.

Wie die Fig. 1 weiter zeigt, bestehen die Zonen des Siedlungssystems 1 mindestens aus einem- Kerngebiet mit mehreren Siedlungseinhe ten 2, 2a, 2b und

Beuirtscha tungsfl chen 7, ferner aus einem mittleren Iwischengebiet mit einzelnen Siedlungseinheiten 2c, Bewirtschaf ungsflächen 7 und zum Tei-l mit Hilfe einer Hydrosaatkombination rekultivierten Feldflächen 8a und einem Randgebiet 8b mit durch die Hydrosaat

begrünteji Flächen. An das Randgebiet 8b schließt sich ein unkulti ierter Feldbereich 10b an, der von einem durch das chemische Bindemittel stabilisierten Schutzgürtel 10c zwecks Verhinderung von Erosion und Staubeinwirkung begrenzt ist.

Das Kerngebiet des Si edlungsSys ems ^■ 1 ist von Bäumen und Sträuchern 9 zur Verhinderung von Austrocknung umgeben und dieses zusätzlich noch durch einen stabilisierten SchutzgürteL 10a gegen Erosion und Wind abgesichert. Aus gleichem Grunde ist das Zwischengebiet, mit der Feldfläche 8a von Bäumen und Sträuchern 9 umsäumt. Eine im Kerngebiet zentral angeordnete Siedlungseinheit 2 mit der verfestigten, fast kreisförmigen Bebauungsfläche 3, der in der Mitte angeordneten Brunnenanlage 4, den am Rande gebauten Häusern 5 und wegführenden Straßen 6 ist zur besseren Übersicht in Fig. 2 gezeigt.

Fig. 3 zeigt die Brunnenanlage 4 schematisch im Schnitt, und zwar mit einem um sie Liegenden verfestigten Teil der Bebauungsfläche 3 mit in ihr angeordneten Wasserrohren 14 und darunterliegenden sandigen Schichten 11 und einem gestrichelt dargestell en Grundwasserspiegel 12. Die Brunnenanlage 4 besteht aus einem Brunnengehäuse 4b, das oben mit einem konisch zulaufenden Brunnenkopf 4a mit nicht gezeigter Pumpe die Brunnenanlage 4 abschließt und in den ein in den Wasserstand 13 reichendes Brunnenrohr 4c einschraubbar ist.

Die zur Begrünung ^" und Rekultivierung (Fig. 7) im Zwischen- und Randgebiet des Siedlungssystems 1 verwendete, an sich bekannte Hydrosaatkombination enthält bspw. mehr als 90 Gew.-% schwammartige Biomasse

und als Rest Polybutadien als Fi Lmnetzbi Ldner. Ihre Zusammensetzung kann, wie in der US-PS 4 539 036 beschrieben, abgewandelt werden, was im wesentlichen von der Bodenbeschaffenheit abhängt.

Die schwammartige Biomasse wiederum enthält mindestens 70 Gew.-% organisches Material, ferner 5 - 7 Gew.-% organischen Stickstoff, 1 - 2 Gew.-% Phosphoroxid, 3 - 4 Gew.-% Kaliumoxid, 3 - 5 Gew.-% Calciumoxid und 0,5 - 1,5 Gew.-% Magnesiumoxid, wie ebenfalls aus der US-P-S 4 539 03ό hervorgeht.

Die Hydrosaatkombination kann einem Verfahren zufolge auf die Böden des Siedlungssystems 'in einem Arbeitsgang mittels eines Sprühgerätes aufgesprüht werden, wobei nur geringe Schutzmaßnahmen erforderlich sind.

Die Fig. 6 zeigt einen Mikroschnitt von verfestigtem Sand mit Hilfe des chemischen Bindemittels aus

Polybutadien, das sich wie ein -dünner Film um die Sandkörner legt und so nach Abbindung ^' zu einem festen Kornverband führt.

Fig. 7 zeigt einen unbehandelten, sandigen, zum Teil geröllführenden Boden 8 in Vergleich mit den Böden der Feldfläche 8a und des Randgebietes 8b, die mit Hilfe der bekannten Hydrosaatkombination teilweise schon rekultiviert sind.

Anstelle- des- chemischen Bindemittels aus Polybutadien kann irgendein anderes organisches Bindemittel verwendet werden, sofern dieses ein guter Filmnetzbildner ist und sich mit dem am Ort ^" zur Verfügung stehenden reinen Bausand schnell.zu einem festen Kornverband zusammenfüg.t. '