Fyzikální a hydraulické charakteristiky technogenní půdy pro dešťové zahrady

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá posouzením změny půdní struktury a hydraulických charakteristik člověkem vytvořených půd používaných v zasakovacích zařízeních typu dešťová zahrada. Dešťové zahrady se nedávno staly populární jako prostředek pro nakládání se srážkovými vodami. Tento prvek zelené infrastruktury využívá proces filtrace vody přes půdu a kořenovou zónu k čištění a zadržování vody. Cílem práce bylo posoudit vývoj půdní struktury a hydraulických charakteristik vzorků odebraných na pilotních plochách simulujících dešťové zahrady. Na těchto plochách byly vysazeny rostliny vybrané s ohledem na podmínky přítomné v dešťových zahradách. Byla sledována jejich vhodnost a na základě analýzy výsledků byl vytvořen osevní plán pro experimentální dešťovou zahradu. V pilotních plochách byla použita 30 cm silná půdní vrstva. Filtrační vrstva se skládá z 50 % písku, 30 % kompostu a 20 % ornice. O tomto složení bylo rozhodnuto na základě laboratorních měření. Povrch byl pokryt mulčovací vrstvou štěrku o tloušťce 5 cm a osázen trvalkami, určenými do dešťové zahrady. V první ploše byla zasázena Molinia caerulea a Hemerocallis Lemon Bells, zatímco druhá byla osázena Euphorbia amygdaloides a Aster novae-angliae Purple dome. Pilotní plochy byly zavlažovány jednou týdně, aby bylo dosaženo ekvivalentního množství srážky desetkrát většího než přirozený déšť. Půdní vzorky o objemu přibližně 33 cm3 byly odebrány z pilotních ploch po jejih založení a poté o dva měsíce později. Na vzorcích byly provedeny infiltrační experimenty za použití souběžného bimodálního rentgenového a neutronového snímkování. Bylo zjištěno, že vzorky odebrané po dvou měsících obsahují velké makropóry. Důsledkem je snížená schopnost retence vody, tyto půdy dokáží zadržet pouze 5 cm3 vody, na rozdíl od vzorků z prvního odběru, které dokázaly zadržet přibližně 10 cm3. Jednoznačná identifikace kořenů nebyla prokazatelná, což může být způsobeno rozlišením snímků. Celkově byly zkoumané rostliny vyhodnoceny jako vhodné pro projekt dešťové zahrady, největšího růstu bylo dosaženo u Aster novae-angliae. Práce je základem pro založení dvou experimentálních dešťových zahrad, které již byly postaveny v areálu UCEEB. Pro tyto plochy byl vytvořen osevní plán. Je plánováno dlouhodobé pozorování vývoje půdní struktury a vodního režimu těchto dešťových zahrad.

This diploma thesis deals with the assessment of changes in soil structure and hydraulic characteristics of man-made soils used in rainfall garden facilities. Rain gardens have recently become popular as a mean of stormwater management in urbanized areas. Rain garden uses a natural process of water filtration through soil and rhizosphere to clean and retain water. The aim of the thesis was to evaluate the development of soil structure and hydraulic characteristics of samples taken on pilot areas simulating rain gardens. Selected plants were planted on pilot areas suitable to be grown in rain gardens looking for their applicability in the project. Based on the analyses of results a seed garden plan for the experimental rain garden was created. For the pilot plots 30 cm thick soil layer was used. Filter layer consists of 50% sand, 30% compost and 20% of topsoil. This composition is based on the results of laboratory measurements. The surface was mulched with 5 cm layer of gravel and planted by perennials specifically suitable for rain gardens. The first plot was planted with Molinia caerulea and Hemerocallis Lemon Bells, while the second plot was planted with Euphorbia amygdaloides and Aster novae - angliae Purple Dome. Pilot plots were irrigated weekly to achieve an equivalent rainfall amount that is 10 times higher than the amount of natural rainfall. Soil samples of approximately 33 cubic centimeters were taken from pilot plots after foundation and then two months later. Infiltration experiments were performed on the samples simultaneously with parallel bimodal X-ray and neutron imaging. It was found that samples taken after two months contained large macropores. This leads to the fact that only 5 cm3 of water can be retained by these soils, unlike the first taken samples that were able to hold about 10 cm3. The root system development was not uniquely identified due to image resolution. The plants were evaluated to be suitable for this rain garden project, the largest growth was achieved with Aster novae-angliae. This work is the basis for the establishment of two experimental rain gardens that were already built in the UCEEB area. A seed plan has been created for these areas. A long-term observation of the development of the soil structure and water regime of these rain gardens is proposed.