КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА По предмету : Лесная таксация 2007

Вопрос № 1. Определение объёма пиломатериалов.

Определить объем пиломатериалов гораздо легче, чем круглых лесоматериалов. Пиломатериалы чаще всего имеют геометрически правильную форму, поэтому объем их может* быть найден путем умножения длины на толщину и ширину:

V = stL

Где s — ширина пиломатериалов, см; t — толщина, мм; L — Длина, м.

На практике в каждом случае проделывать подобные вычисления сложно, поэтому составлены таблицы, в которых даны объемы пиломатериалов разной длины, толщины и ширины. Таблицы для определения объема пиломатериалов утверждены в качестве общесоюзного стандарта (ГОСТ 5306—64).

Преимущество таблиц объемов пиломатериалов перед таблицами объемов бревен заключается в том, что по ним можно найти с некоторыми дополнительными вычислениями объёмы пиломатериалов, имеющих размеры, не указанные в таблице. Если требуется, например, определить объём досок длиной 3 м, то достаточно из объёма досок длиной 7 м вычесть объем досок длиной 4 м или увеличить в 3 раза объем досок длиной I м. Для сокращения счетных работ применяются вспомогательные таблицы, в которых показано, сколько досок разных размеров содержится в 1 м3.

Для пиломатериалов устанавливается припуск на усушку по их ширине и толщине, что необходимо учитывать при приемке. Величина этого припуска колеблется от 2,5 до 7%, причем с увеличением ширины и толщины пиломатериалов припуск уменьшается.

Величина припуска в расчет кубатуры пиломатериалов не входит. Например, доски, имеющие фактическую ширину 205мм, считаются шириной 200 мм. Разница 5 мм в данном случае и есть припуск на усушку.

Принятые в стандартах размеры пиломатериалов установлены для древесины, имеющей абсолютную влажность 15%. Для припусков на усушку пиломатериалов сверх их стандартных размеров установлены отдельные стандарты.

При определении кубатуры необрезных досок ширину их надо измерять на середине длины. Так как ширина необрезных досок па правой и левой сторонах может быть неодинаковой, то при обмере их надо брать среднее между шириной обеих сторон.

Объём необрезных досок определяют по их длине, ширине и толщине при помощи тех же таблиц, что и для чистообрезных пиломатериалов.

У острокантных брусьев поперечное сечение квадратное или прямоугольное, поэтому площадь его находят путем решения простой геометрической задачи. Тупокантные брусья в поперечном сечении не имеют вершин углов, поэтому площадь таких поперечных сечений оказывается меньше соответствующего квадрата или прямоугольника.

Для определения поперечного сечения тупокантного бруса надо его толщину а умножить на ширину b и из полученного произведения вычесть площадь недостающих четырех прямоугольных равнобедренных треугольников, у которых одна сторона l является гипотенузой. Площадь этих треугольников в сумме равна l2. Формула для определения площади поперечного сечения тупокантного бруса следующая:

У = ab – l2

Объем тупокантного бруса будет равен

V = ( ab – l2 ) L

При определении объема тупокантного бруса по этой формуле поперечное сечение берется на середине бруса.

Объем острокантного бруса может быть найден по обычным объемным таблицам пиломатериалов.

Величину l2 надо выражать в процентах от поперечного сечения острокантного бруса:

P = 100 l2 / ab

В этом случае при нахождении объемов тупокантных брусьев в зависимости от величины недостающих углов с табличных объёмов надо сделать соответствующую скидку в процентах.

Если у брусьев величина l (обзол) составляет более 1\5 их толщины а, то площадь сечения находят по формуле :

Где И — периметр сечения бруса на его середине.

При определении объемов тупокантных брусьев вместо площади срединного сечения можно брать полусумму нижнего и и верхнего сечений, находимых тем же способом. Преимущество этой замены состоит в том, что измерения удобнее производить в торцах, чем на середине брусьев.

Объем горбыля определяют по следующей формуле:

V = g0.4LL

Рис. 1. Определение площади поперечного сечения шпалы.

Где L — длина горбыля; g0.4L — площадь поперечного горбыля, взятая на 0,4 длины от конца горбыля.

Площадь поперечного сечения горбыля определяют по следующей формуле:

G = 2\3 at

Где а — ширина горбыля; t — толщина.

Обрезные и прямоугольные шпалы представляют собой тупо - и острокантные брусья, способы определения объемов которых описаны выше. Для нахождения площадей поперечных сечений торцовый срез надо разделить на отдельные части и определить площадь каждой из этих частей. Наиболее целесообразно в торцовый срез шпалы вписать трапецию (рис. 1), тогда определение площади поперечного сечения сведется к определению площади трапеции и двух боковых сегментов:

Где А — ширина наружной постели; b — ширина внутренней постели; t —толщина шпалы; l — длина непараллельной стороны трапеции, вписываемой в поперечное сечение шпалы; h— толщина боковых сегментов.

Рис.2. Основные виды пиломатериалов.

1- пластина; 2-четвертина; 3-брус двухкантный; 4-брус трёхкантный; 5-брус четырёхкантный; 6-брусок; 7-доска; 8 и 9-шпалы; 10-горбыль.

Вопрос № 2. Единицы измерения и учёта в лесной таксации.

В лесной таксации постоянно приходится иметь дело с различными измерениями. Один таксационные показатели можно измерить непосредственно, другие определяются путем последующих расчетов. В лесотаксационной литературе принята специальная символика для обозначения тех или иных таксационных показателей. Длина ствола срубленного дерева и его частей обозначается латинскими буквами — L, l, высота ствола — H, h,

Рис. 3. Плотный ( а ) и складочный ( б ) кубометр.

Диаметр — D, d, Объём — V, v, Площадь поперечного сечения одного ствола — G, g, сумма площадей поперечных сечений множества стволов — ΣG, коэффициент формы — Q, q, Видовое число — F, f, Число деревьев — N, n, запас насаждения M, возраст дерева или насаждения — A, а, прирост — Z, z.

За единицу измерения в лесной таксации приняты: для высоты и длины ствола — метр (м); диаметра - сантиметры (см); площади поперечного сечения квадратный сантиметр или квадратный метр (см2, м2); для объёма ствола и запаса насаждения—кубический метр (м3). В таксации различают два вида кубических метров: плотный и складочный (рис. 3). Плотный кубический метр представляет собой метровый куб, заполненный древесиной. Складочный кубический метр включает, помимо объёма древесины, объём пустот, расположенных между уложенными брёвнами или поленьями дров.

При измерениях различных таксационных показателей принята соответствующая точность. Так, высоты и длины стволов отдельных деревьев измеряются с точностью до 0,1 м; диаметры— до 0,1 см; площади поперечных сечений – до 0,0001 м2, а объёмы — до 0,0001 м3. Для совокупности деревьев (насаждений) принята следующая точность измерений : высота - до 1 м; диаметр — до 2 или 4 см; площадь поперечного сечения до 0,001 м2, а при измерительной таксации —до 1 м2, запас на единице площади (1 га)—до 1 м3, а при глазомерной таксации— до 10 м3. При таксации совокупностей насаждения (лесных массивов) запас выражается в сотнях и даже в тысячах кубометров.

К измерениям отдельных деревьев при их таксации предъявляется большая точность, чем к их совокупностям. Это объясняется тем, что при массовой таксации ошибки измерений равновероятны как в большую, так и в меньшую сторону. При алгебраическом сложении этих ошибок сумма их стремится к нулю, так как ошибки с противоположными знаками взаимно компенсируются.

Вопрос № 3. Сортиментные таблицы и их применения.

Сортиментными называют такие таблицы, в которых указывается распределение объёмов стволов определенного размера и качественной годности (деловые, полуделовые, дровяные) на отдельные сортименты и категории крупности древесины. Указывается также в этих таблицах общий выход деловой древесины и количество дров и отходов.

Опыт лесозаготовок показал, что из стволов одинаковыхразмеров, формы, качества и древесной породы при рациональной раскряжевке получаются в основном близкие по своей величине выходы сортиментов. Рациональная раскряжёвка стволов в соответствии с требованиями ГОСТов на лесоматериалы предполагает получение наибольшего выхода наиболее ходовых деловых высококачественных сортиментов. Поэтому имеется возможность для стволов, характеризующихся определенными размерами и качеством, заранее рассчитать средние объёмы их частей, пригодных для заготовки того или иного сортимента, и сгруппировать материалы такого расчета в соответствующие таблицы.

Сортиментные таблицы, как правило, состоят из трех частей. Первая часть является повторением массовых (объемных) таблиц и содержит данные об объёме ствола в коре и без коры в зависимости от его размеров: толщины на высоте 1,3 м и высоты. Во второй части таблиц приводится распределение объёма деловой части ствола на категории крупности древесины — крупная, средняя и мелкая. Третья часть таблиц содержит данные о названии и объёме сортиментов, которые можно заготовить при раскряжёвке такого ствол а. Некоторые таблицы имеют «множительную» часть, где все показатели выхода сортиментов и категорий крупности древесины приведены для 2 – 9 стволов. Множительная часть облегчает расчёты выхода сортиментов при пользовании таблицами.

Толщина и высота стволов в сортиментных таблицах учитывается в укрупнённых градациях: диаметр на высоте 1,3 м — в 4-сантиметровых ступенях толщины; а высота — в разрядах высот. Таким образом, табличные показатели являются величинами, средними для всех тех стволов, которые, несколько отличаясь по своим размерам, тем не менее объединены в одну ступень толщины и один разряд высот.

Данные о выходе сортиментов и категорий крупности в сортиментных таблицах приведены для стволов, относящихся к категории деловых деревьев. Для дровяных деревьев в таблицах даётся выход дров, равный объёму ствола в коре.

Первый способ предполагает использование имеющихся таблиц объёма и сбега стволов. На разрабатываемых лесосеках путем обмера устанавливают среднюю длину деловой части стволов, выраженную в процентах от общей высоты ствола.

Второй способ составления таблиц, заключается в непосредственной раскряжевке всех деревьев на опытных делянках на сортименты. Объёмы заготовленных сортиментов по их длине и диаметру в верхнем отрезе находят по таблицам объёма круглых лесоматериалов (ГОСТ 2708—75). Ни средняя длина деловой части, ни показатели таблиц объёма и сбега стволов при этом не используются. Для деревьев каждой отдельно взятой ступени толщины подсчитывают общий выход всех заготовленных сортиментов и каждого в отдельности. Выходы отдельных сортиментов, заготовленных из деревьев каждой ступени, выражают в процентах от общего объёма всех деревьев этой ступени и заносят в составляемые таблицы.

Вопрос № 4. Определение объёма срубленных деревьев физическими способами.

Для наиболее точного определения объёма древесной массы применяют два физических способа: ксилометрический и весовой. Ксилометрический способ основан на известном законе физики: тело, погруженное в жидкость, вытесняет её в объёме, равном своему объёму. Весовой способ основан на другом законе физики: тело, погружаемое в жидкость, теряет в весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость.

Прибор для измерения объёма древесной массы первым способом называется ксилометром. Ксилометр представляет собой металлический цилиндр, чаще всего диаметром 50 см и высотой около 2 м. Ксилометр с переменным уровнем воды имеет сбоку цилиндра кран, в который вставлена стеклянная трубка. Позади трубки установлена шкала. Шкала может быть подвижной и неподвижной.

Ксилометр наполняют водой до уровня, совпадающего с нулевым делением шкалы. Если шкала подвижная, совмещение уровня воды с нулевым делением достигается путем передвигания шкалы. Совместив нуль шкалы с уровнем воды в трубке, погружают в воду кусок древесины и, чтобы он не всплывал, давят на него металлическим сетчатым кругом. Круг снабжён стержнем, закреплённым вверху ксилометра.

При погружении куска древесины уровень воды повысится. Число делений на шкале, соответствующее этому уровню, и составляет объём куска в принятых для ксилометра объёмных единицах.

Отсчет нужно производить возможно быстрее, чтобы часть воды не успела впитаться в погружённую древесину.

Ксилометр с постоянным уровнем на определенной высоте также имеет кран. При пользовании таким ксилометром его наполняют водой до уровня крана и погружают в цилиндр кусок древесины. По количеству воды, которое при этом выльется через края, определяют объём погружённого куска.

Прибор для определения объёма древесной массы по весовому способу называется гидростатическими весами. Кусок древесины сначала взвешивают в воздухе, затем в воде. Перед погружением в воду к нему привязывают металлический груз, который также взвешивают отдельно в воздухе и воде.

Разница между массой в воздухе и в воде, приходящаяся на одну древесину без потери в массе металлического груза, составляет массу воды, вытесненной древесиной. По массе воды может быть найден ее объём, совпадающий в данном случае с объемом испытываемого куска древесины.

Если массу куска древесины W разделить на его объем V, То полученное частное О Составит плотность древесины, характеризующую соотношение между массой древесины и массой воды, взятых в одинаковых объемах.

Разделив массу куска древесины на ее плотность, получим объём взвешенной древесины

V = W\O

При определении объёма древесины этим способом необходимо иметь в виду, что плотность разных древесных пород различна. Кроме того, на её величину оказывает существенное влияние влажность древесины: по мере её увеличения плотность возрастает.

Если масса отрезка дерева определена в тоннах, объём его получается в кубометрах. Взвешивают древесину на десятичных весах.

Вопрос о плотности древесины наших главнейших древесных пород является предметом многократных исследований. Результаты этих исследований обобщены при установлении государственного общесоюзного стандарта на дрова для отопления, сухой перегонки и углежжения (ГОСТ 3243—46). В стандарте указана масса плотного кубического метра дров в зависимости от породы древесины при влажности ее 25 и 50% (табл. 1).

Таблица 2. Масса 1 пл. м3 древесины по ГОСТ 3243 — 46

Порода

Кг. при влажности. %

% к массе

Древесины

Сосны

Граб

Дуб, ясень пли клен Лиственница

Бук

Береза

Ильм или вяз

Ольха

Сосна

Осина или липа

Ель

Кедр сибирский Пихта кавказская

» сибирская

820 730 790 680 670 670 540 525 500 470

460 460 410

970 860 820 800 790 790 650 625 600 560

550 550 490

156

139

133

130

128

103

100

Вопрос № 5. Бонитет насаждений.

Лес произрастает в разнообразных климатических и почвенных условиях. Поэтому он имеет разную продуктивность, которую необходимо учитывать при таксации.

В лесной таксации для оценки условий роста леса устанавливают «бонитет насаждения». Термин этот происходит от латинского слова bonitas, что означает «доброкачественность».

Следовательно, бонитет является показателем, характеризующим качество условий произрастания леса.

Различие в условиях произрастания леса в таксации характеризуют несколькими классами бонитета, обозначаемыми порядковыми номерами: I класс означает лучшие условия произрастания леса, а последующие —их постепенное ухудшение. Деление леса на классы бонитета основано на определённых признаках.

В условиях произрастания леса решающую роль играет качество почвы (структура, химический состав, содержание гумуса, степень увлажнения, мощность почвенного слоя и др.). Поэтому при установлении класса бонитета, казалось бы, характеристика почвы, на которой произрастает насаждение, должна быть определяющим фактором.

Если густота посева или посадки насаждений, произрастающих на почвах разного плодородия, была одинаковой, но годичные приросты и общие запасы древесины в них оказались разными, это может служить показателем различия условий местопроизрастания.

Допустим далее, что на почвах разной добротности имеются вместо искусственно созданных насаждений насаждения, возникшие естественным путем. Если деревья в этих насаждениях растут густо, кроны создают сплошной полог, нет прогалин, то величина годичного прироста и общий запас древесины в том или ином возрасте насаждений могут служить показателем качества условий местопроизрастания.

Зная годичные приросты и запасы таких насаждений, можи^ их распределить по классам бонитета. Поэтому неоднократно вносились предложения бонитировать условия местопроизрастания по величине годичного прироста и общим запасам насаждений, получаемым в соответствующем возрасте. Этот метод оказался пригодным для установления класса бонитета насаж - дений, в которых кроны полностью сомкнуты и густота стояния деревьев предельна для данной породы.

Однако наиболее часто встречающиеся насаждения естественного происхождения этим условиям не удовлетворяют. При наилучших условиях местопроизрастания они дают пониженные годичные приросты, а следовательно, и запасы древесины. Это объясняется неполным смыканием крон деревьев.

Изреженность насаждений может быть вызвана разными причинами: ветровалом, неплотным смыканием крон в результате недостаточно успешного возобновления, наконец, неправильным проведением рубок. Вследствие этого такие насаждения как бы не используют до конца условий произрастаний в которых они находятся, и не обеспечивают максимума годичного прироста и запаса древесины, которые можно получить в этих условиях произрастания.

Само собой разумеется, что в этом случае годичный прирост и древесный запас не являются надежным показателем для характеристики качества условий местопроизрастания. Поэтому их нельзя положить в основу классификации насаждений на классы бонитетов.

Многолетние опыты и наблюдения говорят о том, что лучшим показателем, отображающим качество условий местопроизрастания, является высота насаждения в определенном возрасте. Чем больше средняя высота насаждения, тем лучше, следовательно, условия местопроизрастания. Поэтому в качестве классификационного признака для деления насаждений на классы бонитета с 1911 г. в русской таксационной практике используют среднюю высоту.

Средняя высота насаждений зависит и от их возраста: с увеличением возраста она соответственно увеличивается. Поэтому среднюю высоту с учётом возраста используют для установления класса бонитета.

Проф. М. М. Орлов, разработавший бонитировочную шкалу, предложил разделять насаждения на пять классов бонитета. К крайним классам (I и V) в этом случае относятся насаждения, хотя и редко встречающиеся, но с широкой амплитудой колебания высоты. Чтобы устранить этот недостаток, из I и V классов выделили дополнительные литерные классы 1а и Vа. Таким образом, было установлено всего семь классов. В тех случаях, когда насаждения 1а и Vа классов занимают незначительную площадь, они могут быть объединены с основными пятью классами.

Шкала деления насаждений на классы бонитета является общей для всех древесных пород, хотя в росте отдельных пород особенно в молодом возрасте, наблюдаются отклонения от неё. Единая шкала для бонитирования всех насаждений упрощает таксационные работы и позволяет сравнивать получаемые результаты.

Интенсивность роста семенных и порослевых насаждений неодинакова: семенные растут в раннем возрасте медленнее. Для определения класса бонитета семенных и порослевых насаждений установлены особые шкалы.

Используемая литература:

1. Н. П.Анучин. Лесная таксация. М.- 1977.

2. А. В.Вагин и др. Лесная таксация и лесоустройство. М.- 1978.

3. В. С.Моисеев. Таксация леса. Л.- 1970.