Раздел 1. Таксация отдельного дерева.

«Построение продольного сечения древесного ствола»

Цель работы – изучить форму продольного сечения древесного ствола.

При выполнении настоящей лабораторной работы имеется в виду таксация лишь древесного ствола, а не всего дерева, т.е. без учета недревесных его частей.

Исходный материал. Для выполнения работы студенту выдаются ис-ходные данные проведенного ранее обмера срубленного модельного дерева (табл. 1).

Порядок выполнения

У основания ствола, основания вершинки и на серединах двухметровых отрубков (1,3,5,7,.. 19 м), а также на высоте 1,3 м вычисляют средние из двух обмеров диаметров СЮ и ЗВ.

Область – Воронежская Порода – Ель

Лесничество-пригородное Диаметр 1,3 м – 24,8 см

Лесничество – правобережное Высота – 21,1 м

Квартал – 1

Обмер диаметров ствола на разных высотах (см)

Расстояние		С-Ю			3-В			Средний
от шейки	В коре		Без коры	В коре		Без коры	В коре		Без коры
Корня
0,0	32,2		30,8	32,0		30,4	32,1		30,6
1,0	24,8		24,1	24,7		23,7	24,75		23,9
1,3	24,8		24,0	24,6		23,6	24,7		23,8
3,0	22,6		22,0	2,4		21,6	22,5		21,8
5,0	20,7		21,0	25,0		19,7	22,85		20,35
7,0	19,8		19,2	19,6		18,8	19,7		19,0
9,0	18,6		18,0	18,4		17,6	18,5		17,8
11,0	15,8		15,2	15,6		14,8	15,7		15,0
13,0	14,0		13,4	13,8		13,8	13,9		13,6
15,0	12,2		11,7	12,1		11,7	12,15		11,7
17,0	8,6		8,2	8,8		8,2	8,7		8,2
19,0	4,5		4,1	4,7		4,1	4,6		4,1
20,0	3,1		2,8	3,3		2,8	3,2		2,8

Продольное сечение древесного ствола вычерчивается на миллиметровой бумаге. Масштабы по высоте: 1:100, а по диаметру: 1:4. Принимая форму поперечного сечения ствола за круг, от оси откладываем по обе стороны половины средних значений диаметров, как в коре, так и без коры. Полученные точки соединяем между собой, сначала в коре, а затем без коры. На графике продольного сечения ствол разбиваем на двухметровые секции, отмечаем основание его вершинки. Абсолютный сбег двухметровых отрезков – это разность между диаметрами двух сечений ствола, стоящих одно от другого на расстоянии 2 м.

Пример: при высоте ствола 21,1 м – длина вершинки равна 1,1 м, при четном количестве двухметровых отрубков высота таксационной вершинки равна 0 м. Диаметры ствола на 1/4, 1/2 и 3/4 его высоты определяются по графику, с учетом заданного масштаба. Площади сечения для всех обозначенных на графике диаметров определяются по таблице площадей сечений. Так при диаметре на 1/4 высоты ствола в коре 21,1 см, площадь сечения -

408,3 см² (0,0408 м²).

Выводы по сбегу ствола: наибольший сбег приходится на верхнюю часть древесного ствола.

«Вычисление объемов ствола срубленного дерева по стереометрическим формулам»

Цель работы – вычисление объема ствола по стереометрическим формулам. Сопоставление результатов.

Исходный материал: вычисленные площади поперечных сечений древесного ствола.

Порядок выполнения

Объѐм древесного ствола вычисляется с использованием трѐх простых стереометрических формул и одной сложной. Все значения объѐмов рассчитываются с точностью до 0,0001 м³

Определение объѐма ствола по стереометрическим формулам

1. Постая формула по концевым сечениям:

V=*L, где

V— объем ствола, м³;

g₀ - площадь поперечного сечения у основания ствола, cм²;

g_n - площадь поперечного сечения основания вершинки, cм²;

L - высота ствола, м;

Пример: *21,1=0,913

2. Простая формула по срединным сечениям:

, где

V— объем ствола, м³

γ - площадь сечения на серединах двухметровых отрезков, cм²;

Пример:

3. Простая формула по концевым и срединным сечениям:

×L , где

g₀ - площадь поперечного сечения у основания ствола, cм²;

L - высота ствола, м;

γ - площадь сечения на серединах двухметровых отрезков, cм²

g_L – площадь сечения на высоте ствола, cм² (g_L =0);

Пример:

=0000)*21.1=.0.602

4. Сложная фомула по срединным сечениям:

, , где

γ - площадь сечения на серединах двухметровых отрезков, cм²

l - длина отрезка, м;

h - высота вершинки, м

Пример:

Объѐмы ствола, высчитанные по разным формулам, в большинстве своѐм не совпадают, поэтому полученные значения следует согласовать с наиболее точными из них. Сравнение объемов стволов показано в таблице.

Сопоставление объемов ствола вычисленных по разным формулам.

Объем	Объем ствола по разным формулам,				Отклонение объемов по разным формулам от условно истинного, %
	Простые формулы			Сложная формула срединных сечений (истин.)	Простые формулы
	Концевых сечений	Срединных сечений	Концевых и срединных сечений		Концевых сечений	Срединных сечений	Концевых и срединных сечений
В коре	0,913	0,45	0,602	0,48	90,2	-6,25	25,42
Без коры	0,766	0,38	0,510	0,44	74,1	-0,2	15,91

Отклонения объема от условно истинного вычислялись по формуле:

, где

Р – отклонение в %;
VCР – объем ствола, сравниваемый с истинным, м 3;
VИСТ – объем, принимаемый за истинный, м3.

Пример:

Определяем объем ствола по простой формуле концевых сечений:

Выводы: наиболее близкий результат к условно истинному объѐму даѐт в коре простая формула по концевым и срединным сечениям, без коры – простая формула по концевым сечениям.

«Вычисление коэффициентов формы и видовых чисел древесного ствола»

Цель работы – освоить используемые в практике способы определения рассматриваемых признаков и оценить их точность по отношению к истин-ному.

Исходный материал. Необходимые для вычисления коэффициентов формы диаметры берутся из таблицы ЛВК.

Порядок выполнения

Частным случаем относительных диаметров являются коэффициенты формы (отношение любого диаметра ствола к диаметру на высоте груди). У шейки корня – q₀, на ¼ высоты ствола – q₁ на ¼ высоты - q₂ и на ¾ высоты -q₃ .

Значение	Коэффициенты формы ствола в коре					Видовое число ствола в коре
					По объему (истин.),		По формулам			По таблицам Ткаченко Н.Е.
							Кунце	Вейзе	Шиффеля
Абсолютные величины	1,29	0,92	0,68	0,49	0,457		0,45	0,436	0,451	0,458
Отклонения видовых	-	-	-	-	-		-1,5	-4,6	-1,3	0,2

Наиболее полное представление о полнодревесности ствола дает видовое число. Видовым числом ствола (f) называют отношение объема ствола (V) к объему цилиндра (V_Ц.), высота которого равна высоте дерева (Н), с диаметром ствола на высоте груди:

(до 0,001)

Таким образом, видовое число показывает, какую часть от объема соответствующего цилиндра составляет объем ствола.

Пример:

Помимо истинного видового числа, определяются видовые числа по формулам Кунце, Вейзе, Шиффеля и по таблице всеобщих видовых чисел проф. М.Е.Ткаченко. Самая простая связь выражается формулой Кунце:

,

где С - постоянная величина для отдельных древесных пород. Профессор Кунце определил величину коэффициента С для ели С=0,21.

Формула Вейзе:

Австралийский лесовод Шиффель предложил эмпирическую формулу связи между f, q₂ и Н:

Примеры:

Отклонение видовых чисел от условно истинного вычислялись по формуле:

Примеры:

1. 

2. 

3. 

Выводы: Ствол имеет значение q₂ выше среднего для данной породы. Наиболее близкий показатель к условно истинному по видовому числу получен по формуле Вейзе.

«Сортиментация древесного ствола»

Цель работы – ознакомление с основными видами промышленных

сортиментов, заготавливаемых из древесного ствола, и способами определения их объемов. Наименование сортиментов, их размеры по длине и диаметру в верхнем отрезе без коры.

Исходный материал: данные к лабораторной работе № 1.

Порядок выполнения

Выход конкретных сортиментов из древесного ствола определяется по действующим ГОСТам.

С учетом длины деловой части определяется наименование сортиментов (по диаметру в верхнем отрубе без коры). Оставшуюся часть ствола подразделяют на дрова и хворост. Диаметр дров в верхнем отрубе (в коре) должен быть не менее 3 см.

Для каждого сортимента указывают длину, сбег и объем.

Средний сбег сортимента вычисляют по следующей формуле:

Где d_н - диаметр без коры в нижнем отрезе;

d_B - диаметр в верхнем отрезе;

L - длина сортимента.

Например,

Объем деловых сортиментов в плотных м³ находится тремя способами:

1. ГОСТу 2708-75;.

2. простой формуле срединного сечения;

3. сложной формуле срединного сечения.

1. Определяем объем сортиментов по ГОСТу 2708-08 (стр. 81 ЛВК).

Например, по ГОСТу 2708-88 V пиловочника=0,194.

2. Вычисляем объем сортиментов в плотных по простой формуле срединного сечения:

,где

;

L-длина сортимента.

Например,

3. ) Объем сортиментов по сложной формуле срединных сечений определяют как сумму объемов двухметровых отрезков:

,где l=2

Например, если пиловочник равен 6м, то

Если длина сортимента не кратна 2 м (4,5; 5,5 или 6,5 м), то к объему целого числа отрезков прибавляется соответствующая часть объема следующего отрезка:

Например, если длина жерди=3,то:

Объем каждого сортимента, вычисленный по сложной формуле сре-динных сечений, принимается за истинный. Сумма объѐмов деловых сорти-ментов без коры, а также дров и хвороста в коре, дают объем ликвидной древесины. Для нахождения объема отходов определяется объем деловых сортиментов в коре и без коры, разница между ними является отходами.

При расчѐтах следует обращать внимание на то, что объѐмы сортиментов, вычисленные различными способами, должны совпадать между собой. До-пустимое отклонение объѐмов от истинного должно находиться в пределах

±15 %.

Третий вариант расчѐта объѐмов сортиментов самый точный и самый сложный.

Отклонение V по ГОСТу 2708-88 от условно истинного вычисляется по формуле:

Например, рассчитаем отклонение V по ГОСТу у пиловочника:

Отклонение V, рассчитанного по простой формуле срединного сечения, от условно истинного:

Например:

Итого деловой древесины составляют длины сортиментов:=6++6+4+3=19

V хвороста по срединному сечению рассчитывается по сложной формуле:

Итого дров=дрова+хворост=2,1+0=2,1

Итого ликвидной древесины = итого деловой древесины+итого дров и хвороста=

=19+2,1=21,1

Итого деловой древесины в коре=

Например:

(483.0+397.6+411.9+304.8+268.8+193.6+151.7+116.9+59.45+16.62)*2/10000= =0.481

Отходы = итого деловой древесины в коре - итого деловой древесины

Например:Отходы=0,481-0,419=0,062

Всего = итого ликвидной древесины + отходы

Например:Всего=0,421+0,062=0,483

Наиме- нование сор-тимен-тов	Длина сортиментов, м	Диаметры, см				Средний сбег сортимента, см/м		Объем,				Отклонения объема от условно истинного, %
		В нижнем отрезе	На середине	В верхнем отрезе	По ГОСТу 2708-88			По срединному сечению
										По ГОСТу 2708-88		По простой формуле срединного сечения
								Простая формула	Сложная формула (услов.истин.)
Пиловоч-ник	6	30,4	21,8	18,2	2,03		0,194		0,22	0,229	-15,28		-3,93
Строй-бревно	4	18,2	17,2	15,2	0,75		0,095		0,09	0,10	-5		-10
Руд. стойка	6	15,2	13,6	9,6	0,93		0,065		0,09	0,08	-18,75		12,5
Жердь	3	9,6	7,2	4,1	1,83		0,0065		0,013	0,01	-35		30
Итого дело- вой древесины	19								0,413	0,419
Дрова	-	-				-
Хворост	2,1	-				0,002
Итого дров	2,1					0,002
Итого ликвидной древесины	21,1					0,421
Отходы						0,062
Всего	21,1					0,483