传统设计上,透水管材大多于管截面上半部开设小孔或槽沟作为进水孔,下半部无孔盛接进入水流,并将进入水流导引朝向出口排放,埋设时开孔朝上,四周须包覆级配沙石层、不织布等过滤层,再覆土一公尺以上滚压夯实,该设计使土壤内细颗粒因重力随同进水水流渗入透水管内,同时也逐渐在管外开孔处或过滤层周边产生淤积,终完全堵塞为止。
本发明一反传统,采薄片式软质橡塑胶为材料,其上开设密集槽孔[参考附图],槽孔设计上为内大外小,且埋设时沟槽面向下。当土壤内饱含水份时,由于圆孔直径远大于沟槽宽度,因此产生毛细现象,使水流自行由下往上倒吸入毛细导管内。(注意:水流之行为一如电流,永远趋向阴力最小处流动)如此一来,土壤中被水流夹带之颗粒将因重力而自行向下沉淀过滤,达成第一道防堵效果;且沟槽进水口宽度较导水毛细管直径窄小许多,就算有少数细小颗粒进入导管,不是再度从沟槽沉降归土壤,就是随同管流向外出口排放(因沟槽宽度极小,即使有能进入毛细管之颗粒,相对于毛细管较大之直径将得以顺畅流出),如此可避免淤积现象发生,产生第二道的防堵效果;此外,细长状槽沟本身较个别分离孔洞设计更不易堵塞,所以能产生第三道的防堵效果。
但朝下之沟槽既能进水,理论上也必因重力造成回漏,此时本发明则巧妙利用表面张力现象使水流在窄沟槽上自动形成封闭水膜,防止回漏;当水开始进入带体内部时,毛细现象会自然对土壤中之水分产生抽吸效果,直到灌满,封闭并开始朝出口向外排放;当水流顺被坡而下到达出口溢出时,将因埋设落差产生虹吸现象,进一步对土壤内部产生抽吸负压,大幅增加吸排水之效率。
本发明利用四种大自然力[毛细、虹吸、重力、表面张力]自动达成吸水、过滤、封闭、排水等动作,因经多年无数次之失败才得以开发成功,并经2年之模型试验,确定其实际应用效果,并与多位学者专家讨论该设计可能发生之疑虑,兹大致归纳如下:
- 一、耐久性:由于本发明可采用特殊聚合材料成型,不腐朽,抗紫外线,成本低,百年不坏。
- 二、青苔滋生性:青苔生长之要件为阳光,才得以进行光合作用,埋设土壤中之透水材料应无该项顾虑,且本透水带必要时可以生产制造进程中加入抗霉菌材料。
三、水垢附著性:水垢之形成一般为高温冷却后,钙离子迅速还原形成,如锅炉等,其内壁须定期除垢,土壤中则无高温环境;若如钟乳石之自然附著,据估算平均每一万年才累积一公分,因此应亦无此顾虑。
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