Таксация срубленного дерева 1 страница
Ствол срубленного дерева является одним из главных объектов таксации, так как в нем сосредоточена основная доля древесной массы, к тому же имеющая наибольшее хозяйственное значение.
Применяемые методы таксации можно разделить на физический (который включает в себя ксилометрический и весовой способы) и стереометрический. Ксилометрический способ таксации базируется на законе Архимеда, который гласит: “Тело, погруженное в жидкость, вытесняет объем жидкости, равный объему тела”.
Приборы для определения объема частей древесных стволов (т.к. единовременное определение объемов стволов целиком невозможно в силу их значительных размеров) называют “ксилометрами”. Использование этих приборов позволяет с относительно высокой точностью определить объем древесных отрубков, а затем, суммируя их, переходить к объему ствола. Для повышения точности оценки иногда в качестве наполнителя применятся ртуть (прибор называется ртутным ксилометром), которая в отличие от воды не впитывается в поры древесины. Весовой способ используется в основном для учета лесоматериалов круглых (бревен), то есть частей древесных стволов, и описан ниже в соответствующем разделе. При таксации стволов срубленных деревьев наиболее применим стереометрический метод таксации. Данный метод следует считать приближенным, т.к. при его использовании заведомо допускаются искажения истинной, очень сложной и индивидуальной формы древесных стволов, которая условно приравнивается к форме правильного тела вращения или совокупности таких тел.
Те стереометрические формулы, которые позволяют определить объем ствола в целом, называют простыми, а формулы, в которых объем ствола определяют по отдельным частям (секциям), называют сложными.
Из простых формул наиболее часто употребляют для определения объема ствола и его частей формулы срединного и среднего сечения. Формула срединного сечения (или формула Губера) названа так потому, что площадь сечения для определения объема берется на средине длины ствола (или его отрезка) и умножается на длину ствола.
, (1)
где V – объём ствола, м 3;
γ1/2– площадь поперечного сечения на средине ствола, м 2;
L – длина ствола, м.
Для определения объема ствола с помощью формулы срединного сечения достаточно длину (высоту) ствола умножить на площадь сечения на половине длины (высоты). Нужно только оба множителя предварительно перевести в одинаковую размерность (метры или сантиметры).
В формуле среднего сечения используют среднее значение из площади сечений основания и основания вершины ствола (формула усеченного параболоида):
, (2)
где g0 – площадь сечения основания ствола, м 2;
gn – площадь сечения основания вершины, м 2;
L/- длина ствола без вершины, м ;
Lв – длина вершины, м.
Эта формула известна под названием формулы Смалиана, точнее будет ее назвать формулой объема “по среднему диаметру”. Поскольку у основания дерево имеет обычно утолщение и наплывы, то для целых стволов эта формула дает значительные преувеличения объема.
Были предложены еще многие формулы определения объема ствола по нескольким (двум или трем) сечениям, но более надежным признавалось их вычисление секционными способами.
Их применение требует разделение ствола на части (секции), к которым с большим правом можно применять сравнение с цилиндром. Если обозначить площади сечений ствола на границах n секций, на которые разделен ствол, через g0, g1 , g2, ….. g n -1, g n и посередине этих секций – через g1, g2 .... gn, длину секции через l,а длину вершины через lв, то объем ствола по сложной формуле среднего сечения выразится уравнением
. (3)
Для сложной формулы срединного сечения получим выражение
. (4)
Общепринято деление ствола при определении его объема на одно – или двухметровые секции (в зависимости от его высоты), но в последние годы часто применяли деление на десять секций равной длины.
Расчетная часть
1. Составление таблицы исходных данных
Для выполнения расчетной работы используются данные базового варианта, приведенные в таблице 2.
Таблица 2 - Исходные данные для выполнения расчетной части
| Месторасположение дерева | |
| 1. Край Красноярский | 2. Лесничество Усть-Ангарское |
| 3. Участковое лесничество Южно-Енисейское | 4. Квартал 73, выдел 5, пробная площадь № 060-5 |
| 5. Состав насаждения 10С | 6. Возраст насаждения 90 лет |
| 7. Полнота 1.0 | 8. Бонитет III |
| 9. Класс товарности 1 | 10. Покров: з. мхи, брусника |
| 11. Почва: суглинистая свежая | 12. Положение: пологий южный склон |
| Характеристика ствола | |
| 13. Порода: сосна | 14. Диаметр на 1,3 м - 33,1 см |
| 15. Высота дерева - 23,4 м | 16. Возраст дерева - 92 года |
| 17. Класс морфологического развития – 1 | 18. Объем ствола в коре - 0,9358 м3 |
| 19. Объем ствола без коры – 0,8507 м3 | 20.Объем ствола 10 лет назад-0,6555м3 |
| 21. Объем коры ствола - 0,0851 м3 | 22. Видовое число в коре - 0,465 |
Продолжение таблицы 2
| 23. Видовое число без коры – 0,539 | |
| 24. Коэффициенты формы |  ;  ;
 ;
 .
|
| 25. Классы формы |
|
Продолжение таблицы 2
| № секции | Высота от пня, м | Диаметр, см | Объем, м3 | Порок | ||||
| в коре | без коры | 10 лет назад | в коре | без коры | 10 лет назад | |||
| шейка корня | 40,5 | 35,7 | - | - | - | - | - | |
| пень | 37,0 | 33,0 | - | - | - | - | - | |
| высота груди | 33,1 | 29,3 | 26,0 | - | - | - | - | |
| I | 33,5 | 30,7 | 27,4 | 0,1763 | 0,1480 | 0,1179 | - | |
| II | 30,5 | 28,4 | 25,9 | 0,1461 | 0,1267 | 0,1054 | - | |
| III | 28,4 | 27,1 | 24,6 | 0,1267 | 0,1154 | 0,0951 | - | |
| IV | 27,0 | 26,1 | 23,7 | 0,1145 | 0,1070 | 0,0882 | - | |
| V | 25,9 | 25,2 | 22,4 | 0,1054 | 0,0998 | 0,0788 | - | |
| VI | 23,5 | 23,0 | 20,2 | 0,0867 | 0,0831 | 0,0641 | с 11 метра | |
| VII | 21,2 | 20,7 | 17,5 | 0,0706 | 0,0673 | 0,0481 | до 22 метра сучки | |
| VIII | 18,2 | 17,8 | 14,4 | 0,0620 | 0,0498 | 0,0326 | диаметром 6 см |
Окончание таблицы 2
| № секции | Высота от пня, м | Диаметр, см | Объем, м3 | Порок | ||||
| в коре | без коры | 10 лет назад | в коре | без коры | 10 лет назад | |||
| IX | 14,4 | 14,0 | 10,4 | 0,0326 | 0,0308 | 0,0170 | - | |
| X | 10,9 | 10,5 | 6,8 | 0,0187 | 0,0173 | 0,0073 | - | |
| XI | 6,1 | 5,8 | 2,5 | 0,0058 | 0,0053 | 0,0010 | ||
| Основание вершинки | 3,0 | 2,7 | - | 0,00033 | 0,00027 | - | - | |
| Объем ствола по сложной формуле Губера | 0,9358 | 0,8507 | 0,6555 | - | ||||
| Объем цилиндра V = g1,3* Н | 2,0136 | 1,5778 | - | - |
Базовый вариант является основой для выполнения работы всеми студентами. Чтобы трансформировать базовый вариант в индивидуальное задание, необходимо воспользоваться таблицей 3.
Таблица 3 – Поправки для формирования вариантов заданий по лабораторным работам, на которые необходимо увеличить диаметры дерева и длину вершины
| Последняя цифра номера зачет ной книжки | Первая буква фамилии | |||||
| А, Ж, Н, У, Щ | Б З, О, Ф, Ы | В, И, П, Х,Э | Г, К, Р, Ц, Ю | Д, Л, С, Ч, Я | Е, М, Т, Ш | |
| 0,1 | 1,1 | 2,1 | 3,1 | 4,1 | 5,1 | |
| 0,2 | 1,2 | 2,2 | 3,2 | 4,2 | 5,2 | |
| 0,3 | 1,3 | 2,3 | 3,3 | 4,3 | 5,3 | |
| 0,4 | 1,4 | 2,4 | 3,4 | 4,4 | 5,4 | |
| 0,5 | 1,5 | 2,5 | 3,5 | 4,5 | 5,5 | |
| 0,6 | 1,6 | 2,6 | 3,6 | 4,6 | 5,6 | |
| 0,7 | 1,7 | 2,7 | 3,7 | 4,7 | 5,7 | |
| 0,8 | 1,8 | 2,8 | 3,8 | 4,8 | 5,8 | |
| 0,9 | 1,9 | 2,9 | 3,9 | 4,9 | 5,9 | |
| 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | |
| Поправка на длину вершины, м | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 |
Величина поправки для индивидуального задания определяется по первой букве фамилии и последней цифре номера зачетной книжки. Диаметры дерева, обмеренные в различных частях, должны быть увеличены на поправку, находящуюся на пересечении первой буквы фамилии и последней цифры номера зачетной книжки. По первой букве фамилии увеличивается длина вершины. Запись данных индивидуального варианта производится в форму (таблицы 2). Например: у студента Иванова номер зачетной книжки 027013. Как видно, что последней цифрой номера является «3», а первой буквой фамилии «И». В таблице 2 в первом столбце находится цифра «3» , а первая буква фамилии «И» в четвертом столбце. Таким образом, на пересечении цифры «3» и буквы «И»искомая поправка к диаметрам обмеренных в различных частях древесного ствола составит – 2,4 см. Поправка на длину вершины находится по первой букве фамилии «И», следовательно, она составит – 1,5 м.
2. Вычерчивание схематического продольного разреза ствола с разделением на двухметровые секции (рисунок 1).
3.Вычисление объема древесного ствола по простым стереометрическим формулам.
а) Вычисление объема по простой формуле Губера ( формула 1).
Для базового варианта L = 23, 4 м, а половина длины равна 11, 7 м, т.е необходимо найти диаметр на расстоянии 11, 7 м от комлевого среза (от пня). В таблице 2 имеются обмеры диаметров ствола на 11 метре и 13 метре : D11 = 23,5 см; D13 = 21,2 см, диаметр на расстоянии 11.7 находится методом интерполирования. Сначала определяется изменение диаметра, приходящееся на 2 м длины, т.е. от 11ого до 13ого метра D11 - D13 = 23,5 - 21,2 = 2,3 см, а затем изменение диаметра, приходящееся на 0,7 м от 11 до 11, 7 метра, по пропорции:
на 2 м изменение составляет 2,3 см;
на 0,7 м изменение составляет X см,
отсюда 
см » 0,8 см.
Следовательно, диаметр на 1/2 L будет равен
D11,7 = D11 – X = 23,5 - 0,8 = 22,7 см.
По приложению А находится площадь поперечного сечения на середине древесного ствола (g1/2L) и по формуле (1) определяется объем ствола. Для базового варианта
Vв.к. = 0,0404 · 23,4 = 0,9454 м3;
Vб.к. = 0,0387 · 23,4 = 0,9056 м3.
Площадь поперечного сечения также можно определить по формуле
g1/2L = 0,00007854 · D1/2L2 (5)
Рисунок 1 – Схематический продольный разрез древесного ствола
б) Вычисление объема по простой формуле среднего сечения (простая формула Смалиана, формула (2))
Площади сечения g0, … gn в м 2 определяются с использованием таблицы приложения А по D0 и Dn.
D0 = 37,0 см; g0 = 0,1075 м 2 ; Dn = 3,0 см; gn = 0,0007 м 2;
4.Определение объема древесного ствола по сложным стереометрическим формулам:
а) сложная формула срединного сечения (сложная формула Губера, формула (4)).
Объемы 2 метровых секций определяются по таблице приложения Б по диаметрам на нечетных метрах (колонки 3, 4, 5) и записываются в таблицу 2 (колонки 6, 7, 8). Объем вершины записывается напротив четного метра. Сумма объемов двухметровых секций и объема вершины дает объем ствола в коре, без коры и 10 лет назад.
б) Сложная формула средних сечений (сложная формула Смалиана, формула (3)).
Диаметры на четных метрах определяются как среднеарифметические между двумя диаметрами на нечетных метрах, например: диаметр на втором метре определится следующим образом:
d2 = 
, диаметр на четвертом метре: d4 = 
, диаметр на шестом метре: d6 = 
и т.д.
Для более компактной записи результатов по определению объема ствола по сложной формуле Смалиана предлагается таблица 4, в которую необходимо занести вычисленные диаметры на четных метрах. По этим диаметрам (в коре и без коры) определяются площади поперечных сечений (приложение А) и рассчитываются объемы двухметровых секций, сумма которых с объемом вершины дает объем ствола в коре и без коры.
Таблица 4 – Вспомогательная таблица
| Высота, м | Диаметр, см | Площадь сечения, м2 | Объем, м3 | |||
| в коре | без коры | в коре | без коры | в коре | без коры | |
| 37,0 | 33,0 | 0,1075 | 0,0855 | - | - | |
| 32,0 | 29,6 | 0,0804 | 0,0686 | 0,1879 | 0,1541 | |
| 29,5 | 27,8 | 0,0681 | 0,0605 | 0,1485 | 0,1291 | |
| 27,7 | 26,6 | 0,0603 | 0,0556 | 0,1284 | 0,1161 | |
| 26,5 | 25,7 | 0,0549 | 0,0517 | 0,1152 | 0,1072 | |
| 24,7 | 24,1 | 0,0479 | 0,0456 | 0,1029 | 0,0973 | |
| 22,4 | 21,9 | 0,0392 | 0,0375 | 0,0871 | 0,0831 | |
| 19,7 | 19,3 | 0,0305 | 0,0291 | 0,0697 | 0,0666 | |
| 16,3 | 15,9 | 0,0209 | 0,0199 | 0,0513 | 0,0490 | |
| 12,7 | 12,3 | 0,0126 | 0,0118 | 0,0334 | 0,0316 | |
| 8,5 | 8,2 | 0,0057 | 0,0052 | 0,0182 | 0,0170 | |
| 3,0 | 2,7 | 0,0007 | 0,0006 | 0,0064 | 0,0058 | |
| ∑V n | 0,9492 | 0,8569 | ||||
| Vв в/к = 0,333 · 0,0007 · 1,4 = 0,00033 Vв б/к = 0,333 · 0,0006 · 1,4 = 0,00028 | 0,0003 | 0,00027 | ||||
| V ствола = ∑ V n + V в | 0,9495 | 0,8572 |
В данном примере запись по определению объема ствола в соответствии с формулой (3) будет следующей:
Vствв/к= (0,1075+0,0804)+(0,0804+0,0681)+(0,0681+0,0603)+(0,0603+0,0549)+
(0,0549+0,0479)+(0,0479+0,0392)+(0,0392+0,0305)+(0,0305+0,0209)+(0,0209+0,0126)+(0,0126+0,0057)+(0,0057+0,0007)+0,0003= 0,9495 м3.
Как видно из данного выражения, что сумма площадей сечений на нулевом срезе и втором метре дает объем первой двухметровой секции, а также и сумма площадей сечений на втором и четвертом метрах объем второй секции и так на последующих метрах древесного ствола.
5. Производится сопоставления результатов вычислений объемов
ствола по различным формулам.
За истинное значения ствола по различным формулам принимают объем ствола, полученный по сложной формуле Губера. Данные заносятся в таблицу 4.
б) Вычисление объема по простой формуле среднего сечения (простая формула Смалиана, формула (2))
Площади сечения g0, … gn в м 2 определяются с использованием таблицы приложения А по D0 и Dn.
D0 = 37,0 см; g0 = 0,1075 м 2 ; Dn = 3,0 см; gn = 0,0007 м 2;
4.Определение объема древесного ствола по сложным стереометрическим формулам:
а) сложная формула срединного сечения (сложная формула Губера, формула (4)).
Объемы 2 метровых секций определяются по таблице приложения Б по диаметрам на нечетных метрах (колонки 3, 4, 5) и записываются в таблицу 2 (колонки 6, 7, 8). Объем вершины записывается напротив четного метра. Сумма объемов двухметровых секций и объема вершины дает объем ствола в коре, без коры и 10 лет назад.
б) Сложная формула средних сечений (сложная формула Смалиана, формула (3)).
Диаметры на четных метрах определяются как среднеарифметические между двумя диаметрами на нечетных метрах, например: диаметр на втором метре определится следующим образом:
d2 = , диаметр на четвертом метре: d4 = , диаметр на шестом метре: d6 = и т.д.
Для более компактной записи результатов по определению объема ствола по сложной формуле Смалиана предлагается таблица 4, в которую необходимо занести вычисленные диаметры на четных метрах. По этим диаметрам (в коре и без коры) определяются площади поперечных сечений (приложение А).
Таблица 4 – Вспомогательная таблица
| Высота, м | Диаметр, см | Площадь сечения, м2 | ||
| в коре | без коры | в коре | без коры | |
| 37,0 | 33,0 | 0,1075 | 0,0855 | |
| 32,0 | 29,6 | 0,0804 | 0,0686 | |
| 29,5 | 27,8 | 0,0681 | 0,0605 | |
| 27,7 | 26,6 | 0,0603 | 0,0556 | |
| 26,5 | 25,7 | 0,0549 | 0,0517 | |
| 24,7 | 24,1 | 0,0479 | 0,0456 | |
| 22,4 | 21,9 | 0,0392 | 0,0375 | |
| 19,7 | 19,3 | 0,0305 | 0,0291 | |
| 16,3 | 15,9 | 0,0209 | 0,0199 | |
| 12,7 | 12,3 | 0,0126 | 0,0118 | |
| 8,5 | 8,2 | 0,0057 | 0,0052 | |
| 3,0 | 2,7 | 0,0007 | 0,0006 |
По площадям поперечных сечений на концах 2 метровых отрезков (таблица 4) вычисляется объем ствола по сложной формуле среднего сечения (формула 3).
5. Производим сопоставление результатов вычислений объемов
ствола по различным формулам.
За истинное значения ствола по различным формулам принимают объем ствола, полученный по сложной формуле Губера. Данные заносятся в таблицу 5.
Ошибка в коре в данном примере будет вычислена следующим образом: ошибка в коре по сложной формуле среднего сечения = 0,9495 – 0,9358=0,0137 м3. В процентах ошибка составит = 
=1,46 %. Ошибка в коре по простой формуле срединного сечения = 0,9454 - 0,9358 = 0,0096 м3. В процентах ошибка составит = 
= 1,02 %. Так же вычисление отклонений производится по всем остальным формулам в коре и без коры.
Таблица 5 - Результаты таксации срубленного дерева
| Формула | Объем, м3 | Ошибка, м3 | Ошибка, % | ||||
| в коре | без коры | объем коры | в коре | без коры | в коре | без коры | |
| Сложная срединного сечения | 0,9358 | 0,8507 | 0,0851 | - | - | - | - |
| Сложная среднего сечения | 0,9495 | 0,8572 | 0,0923 | 0,0137 | 0,0065 | 1,46 | 0,76 |
| Простая срединного сечения | 0,9454 | 0,9056 | 0,0398 | 0,0096 | 0,0549 | 1,03 | 6,45 |
| Простая среднего сечения | 1,1908 | 0,9474 | 0,2434 | 0,2550 | 0,0967 | 27,25 | 11,37 |
6. Делается заключение о точности определения объема ствола по применяемым формулам. Необходимо объяснить, за счет чего бывают большие отклонения.
2.1.2 Сортиментация древесного ствола и определение объемов сортиментов
Отдельные виды лесной продукции, получаемые в результате эксплуатации доминирующего ресурса, т.е. древесины (наряду с которым эксплуатации подвергаются и другие ресурсы леса), называются сортиментами.
Наиболее крупную и важную группу сортиментов представляют лесоматериалы круглые, которые могут использоваться в хозяйстве в необработанном виде и быть сырьем для дальнейшей обработки. Размеры, качество и назначение лесоматериалов круглых должны соответствовать требованиям государственных стандартов (ГОСТов). Базовыми стандартами следует считать ГОСТ 9463-88. Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия и ГОСТ 9462-88. Лесоматериалы круглые лиственных пород. Технические условия.
В зависимости от качества древесины лесоматериалы заготавливаются 1, 2 и 3 сортов. Категории крупности по толщине круглых лесоматериалов устанавливаются по тонкому торцу бревна (верхнему отрубу) согласно требованиям, приведенным в таблице 6.
Дата добавления: 2016-03-10; просмотров: 8378;