Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Таксация и лесоустройство, лабораторные работы, 2013 г. 1079.docx
Скачиваний:
93
Добавлен:
11.04.2015
Размер:
15.82 Mб
Скачать

Часть 1. Таксация отдельного дерева и его частей

Лабораторная работа № 1

Тема: «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 – Дуб

Лесхоз – Воронцовский Диаметр 1,3 м – 22 см

Лесничество – Красное Высота – 21,1 м

Квартал – 50

Таблица 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

1

2

3

4

5

6

7

0,0

27,7

25,5

25,3

25,1

26,5

25,3

1,0

22,4

20,4

22,0

20,0

22,2

20,2

1,3

22,2

20,2

21,8

19,7

22,0

20,0

3,0

12,0

19,8

21,6

20,0

21,8

19,9

5,0

21,3

19,5

20,8

19,2

21,1

19,4

7,0

19,8

18,6

19,4

18,7

19,6

18,7

9,0

17,5

16,9

17,1

16,6

17,3

16,8

11,0

15,7

14,9

15,3

14,7

15,5

14,8

13,0

13,4

12,6

13,0

12,4

13,2

12,5

15,0

11,5

10,6

11,8

10,5

11,7

10,5

17,0

8,8

8,2

8,7

8,3

8,8

8,2

19,0

5,0

4,4

4,8

4,3

4,9

4,3

20,0

3,8

3,2

3,7

3,4

3,8

3,3

Продольное сечение древесного ствола вычерчивается на миллиметро-вой бумаге. Рекомендуемые масштабы по высоте: 1:100 или 1:200, а по диаметру: 1:5, 1:4, 1:2. Принимая форму поперечного сечения ствола за круг, от оси откладывают по обе стороны половины средних значений диаметров,

6

как в коре, так и без коры. Полученные точки соединяют между собой, сна-чала в коре, а затем без коры. На графике продольного сечения ствол раз-бивается на двухметровые секции, отмечается основание его вершинки (табл. 2). Абсолютный сбег двухметровых отрезков – это разность между диамет-рами 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 обозна-ченных на графике диаметров определяются по таблице площадей сечений. Так при диаметре на 1/4 высоты ствола в коре 21,1 см, площадь сечения -

349,7 см2 (0,0349 м2).

Таблица 2

Изучение формы продольного сечения древесного ствола

График продоль-

Диаметр

Пло-

Диаметр

Пло-

Диаметр

Площадь

Абсо-

ного сечения

на

щадь

на кон-

щадь

на 1,3 м;

сечения на

лютный

ствола

среди-

сечения

цах от-

сечения

1/4;1/2;3/4

1,3 м;

сбег

нах от-

на сре-

резков,

на кон-

высоты

¼; ½; ¾

двух-

резков,

динах

см

цах от-

высоты

метро-

см

отрез-

резков,

вых от-

ков, см2

см2

резков

3,8

11,3

4,9

18,9

3,3

8,6

4,3

14,5

3,9

3,9

8,8

60,8

8,2

52,8

10,3

83,3

2,9

11,7

107,5

9,1

69,4

2,3

10,5

86,6

1,5

13,2

136,8

2,0

12,5

122,7

2,3

15,5

188,7

2,3

14,8

172,0

15,9

198,6

1,8

15,3

183,9

17,3

235,1

2,0

16,8

221,7

2,3

19,6

301,7

1,9

18,7

274,6

1,5

21,1

349,7

21,1

349,7

0,7

19,4

295,5

19,4

295,5

0,7

21,8

373,2

0,5

19,9

311,0

22,0

380,1

0,4

22,2

387,1

20,0

314,2

0,3

20,2

320,5

23,6

433,7

21,3

356,3

Масштабы: а) для диаметров 1:5

б) для высоты 1:100

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

7

Лабораторная работа № 2

Тема: «Вычисление объемов ствола срубленного дерева по стереомет-рическим формулам»

Цель работы – вычисление объема ствола по стереометрическим фор-мулам. Сопоставление результатов.

Исходный материал: вычисленные площади поперечных сечений дре-весного ствола (табл. 2).

Порядок выполнения

Объѐм древесного ствола вычисляется с использованием трѐх простых стереометрических формул и одной сложной. Все значения объѐмов рас-считываются с точностью до 0,0001 м3 (табл. 3)

Таблица 3 Определение объѐма ствола по стереометрическим формулам

Простые формулы

Сложная формула

По концевым сечениям

По срединным сечениям

V

g0

g L

L

2

B коре

B коре

V

(387,1

373,2

349,7

301,7

235,1

188,7

V

433,7

0

21,1

4575,5см 3

0,4576м3

2

136,8

107,5

60,8

18,9) 2

11,3

1,1

0,4323м3

3

Без коры

Без коры

V

356,3

0

21,1

3758,9см 3

0,3759м3

V

(320,5

311,0

295,5

274,6

221,7

172,0

2

122,7

86,6

52,8

14,5)

2

8,6

1,1

0,4323м3

3

По срединным

сечениям

Простая формула по концевым и срединным

сечениям

В коре

В коре

V

198,6

21,1

4190,4

0,419м

3

V

433,7

4 198,6

0

21,1

4298,4

0,4298м

3

6

Без коры

Без коры

V

183,9

21,1

3880,3

0,388м3

V

356,3

4 183,9

0

21,1

3821,7

0,3822м

3

6

8

Условные обозначения:

V объем ствола, м3;

g0 - площадь поперечного сечения у основания ствола, cм2; gn - площадь поперечного сечения основания вершинки, cм2; L - высота ствола, м;

γ - площадь сечения на серединах двухметровых отрезков, cм2; gLплощадь сечения на высоте ствола, 2 (gL =0);

l - длина отрезка, м;

h - высота вершинки, м.

Объѐмы ствола, высчитанные по разным формулам, в большинстве своѐм не совпадают, поэтому полученные значения следует согласовать с наиболее точными из них. Исследования проф. Н.В. Третьякова показали, что при использовании простой формулы срединного сечения для определения объема целых стволов ошибки не превышают 5 %. Погрешности сложной формулы срединных сечений при длине отрубков 2 м составляют ±2-3 %. Эта формула является основной для определения объема целого ствола, который принимается за условно истинный.

Отклонения от условно истинного вычислялись по формуле:

,

где

Р – отклонение в процентах;

Vобъем ствола, сравниваемый с истинным, м 3;

VИСТ объем, принимаемый за истинный, м3.

Сравнение объемов стволов показано в табл. 4.

Таблица 4

Отклонения объѐмов ствола от истинного

Объемы по формулам, м3

Отклонения от истинного,

%

простая поконцевымсечениям

простая посрединнымсечениям

простая по

концевым исрединнымсечениям

сложная посрединнымсечениям

простой поконцевымсечениям

простой посрединнымсечениям

простой поконцевымисрединнымсечениям

В коре

0,4695

0,4190

0,4359

0,4323

+8,6

23,0

+0,8

Без коры

0,3850

0,3880

0,3869

0,3747

+2,7

+3,5

+3,2

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.

9

Лабораторная работа № 3

Тема: «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 табл. 2.

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

Пример вычисления коэффициентов формы:

q0

d 0

23,6

1,07

d1,3

22,0

q1

d1 4

21,1

0,96

d1,3

22,0

q

d1 2

15,9

0,72

2

d1,3

22,0

q3

d3 4

10,3

0,47

d1,3

22,0

Каждый коэффициент формы в отдельности представляет собой относи-тельный диаметр и не характеризует форму ствола, но вместе взятые они представляют действительный относительный сбег и достаточно хорошо ха-рактеризуют форму ствола. Наиболее широко используемым в лесной такса-ции является второй коэффициент формы. Его величина наиболее полно ха-рактеризует форму ствола. По этому коэффициенту можно приблизительно судить о сбежистости нижней половины ствола.

По степени сбежистости стволов различают: -малосбежистые q2=0.75-0.80 -среднесбежистые q2=0.65-0.70

-сбежистые q2=0.55-0.60

Для сосны средний коэффициент формы q2 равен - 0,65; дуба - 0,68; бе-резы - 0,66; ели, пихты и осины - 0,70; ольхи черной - 0,69.

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

10

f

V

V

VЦ

g1,3 H

Таким образом, видовое число показывает, какую часть от объема соот-ветствующего цилиндра составляет объем ствола. В нашем примере объем ствола составляет 50 % объема равновеликого с ним цилиндра.

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. Проф. Кунце определил величину коэффициента С для сосны - 0,20, для ели - 0,21, для бука - 0,22, для ольхи черной - 0,22, для осины - 0,24, березы - 0,22.

Формула Вейзе:

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

Установлено, что по этой формуле могут быть определены видовые числа для всех пород со средней ошибкой ±3 %. Для насаждений видовых чисел по таблице проф. Ткаченко следует использовать высоту ствола (Н) и коэффи-циент формы (q2).

Величина видовых чисел стволов для большей части наших древесных пород в возрасте их хозяйственного использования в пределах 0,400-0,500. Порядок вычисления видовых чисел ствола показан в табл. 5.

Таблица 5

Расчѐт видовых чисел

Видовые числа

По объему

По формулам

По таблице

в коре

(истин.)

Кунце

Вейзе

Шиффеля

Ткаченко

Абсолютные

0,539

0,500

0,518

0,503

0,512

Отклонения от

-

-7,2

-3,9

-6,7

-5,0

истинного,%

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

11

Лабораторная работа № 4

Тема: «Сортиментация древесного ствола» Цель работы ознакомление с основными видами промышленных

сортиментов, заготавливаемых из древесного ствола, и способами опреде-ления их объемов. Наименование сортиментов, их размеры по длине и диа-метру в верхнем отрезе без коры.

Исходный материал: лабораторная работа № 1 (табл. 2)

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 подраз-деляют 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. Объем деловых сортиментов в плотных м3 находится тремя способами:

  1. ГОСТу 2708-75;.

  2. простой формуле срединного сечения;

  1. сложной формуле срединного сечения.

Объем сортиментов по сложной формуле срединных сечений определяют как сумму объемов двухметровых отрезков. Если длина сортимента не кратна 2 м (4,5; 5,5 или 6,5 м), то к объему целого числа отрезков прибавляется со-ответствующая часть объема следующего отрезка. Например, если длина пиловочника 5 м, то объем его складывается из объема первого отрезка 0,064 м3, объема второго - 0,0622 м3 и половины объема третьего. 0,0591:2=0,0296 М3. Общий объѐм 5-ти метрового сортимента 0,1558 м3.

Средний сбег сортимента вычисляют по следующей формуле:

где dн - диаметр без коры в нижнем отрезе; dB - диаметр в верхнем отрезе;

L - длина сортимента.

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.

Подробный расчет параметров сортиментов дан в табл. 6

12

Таблица 6

Параметры сортиментов

Рис. 1. Схема разделки ствола на сортименты

Выводы: В целом для деловой части ствола отклонения не значительные. Наибольшее отклонение дали таблицы ГОСТа для пиловочника из нижней половины ствола.

13