3.Понятие о форме и полнодревесности стволов. Основные формулы.

Форма – основной показатель от которого зависит объем ствола и товарная структура. Характеризуется сбегом – уменьшение диаметра ствола к его вершине.

-действительный - абсолютный уменьшение d ствола от основания к вершине на ед.длинны в абсолют. величинах. Используют 2 ряда чисел – высотные отметки и соответствующие им диаметры.

-действ.- относительный (%) уменьшение d ствола от основания к вершине, выраженное в процентах или в долях единицы от d на какой-либо высотной отметке 0,1Н или 1,3м. Служит для сравнений оценки сбежистости стволов разных размеров (немецкие учёные вывели числа сбега – ствол на 10 частей и изм. в верхнем отрезе, отношение этих d к d на 1,3м).

-средний сбег- служит для приближенной оценки сбежистости на производстве.

Относительными показателями является коэффициент и классы формы.

Коэффициент формы – отношение диаметра на какой либо высотной отметке к диаметру на высоте 1,3.

взятые в отдельности х-ют лишь сбежистость ствола. Наиболее ценен q₂ х-ий наиболее ценную нижнюю половину ствола.

Класс формы – отношение диаметра на какой либо высоте к диаметру на высоте ¼. Не зависит от высоты ствола и является наиболее надежным показателем формы. q_2/1

Полнодревесность – характеризуется видовым числом f – отношение объема ствола к объему цилиндра, имеющего с данным стволом одинаковую h и S_{основания}=S_{сечения} ствола на h груди.

f=V_ств/V_цил=V_ст/(g_1,3*h) - старое видовое число, его недостаток – зависимость от высоты.

Из этой формулы можно вывести уравнение для определения V_{ствола растущ.дерева}:

V_ств=g_1,3*h*f, M=G*H_ср*f_ср

Нормальные и абсолютные видовые числа. Норм. - площадь основания цилиндра S_{сечения ств} на высоте 1/20Н. Абсолютное – прим при научных исследованиях.

Формулы определения ствола делятся на простые (целиком)и сложные(по секциям).

Сложная формула Губера: V=g₁l+g₃l+....+g_2n+1l+g_2n+2 (l^//3) (точность V+/- 4-5%)

Сложн.форм. Симсона: V=(g₀+g_2n+2+2(g₂+g₄+…+g_2n)+4(g₁+g₃+…+g_2n+1))L/6+g_2n+2* l^//3

Простая формула Губера: V=g_1/2*h (точность +,-5%)

Госфельда: V=0,75*g_1/3*h g_1/3-Sсеч.ствола на относит.высоте h_1/3 (точность=10-12%).

Дементьева: V=d_1/3²*h/3

4.Физические и математические способы определения объема стволов. Приближенные способы определения объема растущих деревьев.

Объем ствола срубленного дерева и его части можно определить физич. и математ. методами.

физич.методы – Ксилометрический (основан на законе Архимеда, по объёму вытесненной жидкости, с постоянным и переменным уровнем) и весовой (при нем V древесины опр-ся делением ее массы на плотность, которая зависит от породы и влажности). Используют гидростатические весы – вес в воздухе и вес в воде.

Математич.способ основаны на стереометрии. Основные объемообразующ. Показатели (Д,h и формы ствола) зависят от множества факторов (порода, А, усл.роста). Исходя из того, что ствол правильное тело вращения формулы для исчисления не сложны. Поэтому при определении объема древесного ствола его форму нередко сравнивают с правильными телами вращения, формулы которых уже известны: цилиндра (V=g₀*h) , конусом(V=g₀*h/3) , параболоидом (V=g₀*h/2) , и нейлоидом (V=g₀*h/4). Сделав сечение примерно на границе перехода одной части образующей в другую, получим фигуры: в нижней части ствола усеченный нейлоид, в средней – цилиндры, выше половины высоты – усеченный параболоид, вершинка –конусу.

В производственных условиях часто требуется определить объем ствола растущего дерева. Глазомерное определение объема всегда вызывает трудности даже у опытных таксаторов. В таких случаях объем ствола можно определить быстро, но приближенно, используя следующие способы:

1. Объем ствола растущего дерева можно определить по общей формуле V_ств=g_1,3hf.Для этого необходимо измерить диаметр на высоте груди и высоту. По измеренному диаметру определить площадь поперечного сечения. Видовое число берется из таблицы всеобщих видовых чисел проф. М. Е. Ткаченко по высоте и среднему коэффициенту формы. Умножая площадь сечения на высоту и видовое число, получим объем ствола. Так как видовое число определяем с ошибкой, то и объем находим приближенно.

2. Основываясь на формуле V_ств=g_1,3hf немецкий лесовод Денцин вывел упрощенную формулу для приближенного определения объема ствола. С этой целью он условно принял видовое число fравным 0,5, а наиболее распространенную высоту деревьев 25...26 м. В этом случае произведение hf,называемое видовой высотой, будет составлять hf =0,5*25=12,5 и 0,5*26=13, а в среднем 12,75 м.

Площадь поперечного сечения определяется по формуле:

g_1,3= 0,785d²

В данном случае площадь сечения измеряется в квадратных сантиметрах. Так как объем определяют в кубометрах, то и площадь сечения нужно выразить в квадратных метрах. Поэтому этой формуле можно придать следующий вид:

g_1,3 =0,785d² /10000

Подставляя в общей формуле эти значения, получим

V_ств= g_1,3*h*f = 0,785*d²*12,75/10000= 10d²/10000=d²/1000=0,001*d²

т. е. чтобы определить объем ствола растущего дерева, нужно измерить диаметр на высоте 1,3 м, возвести его в квадрат, отделить три десятичных знака справа налево и получить объем ствола в кубических метрах. По исследованиям Денцина, эта формула верна для, следующих высот: сосны 30 м, ели 26 м, пихты 25 м, дуба и бука 26 м.

Если фактические высоты будут больше или меньше указанных, то на каждый метр высоты ствола необходимо вносить поправку в полученный по формуле объем: для сосны ±3 %,, ели ±3... 4., дуба, бука ±5 %, причем при увеличении высоты поправка вводится со знаком плюс, а при уменьшении - со знаком минус.

3. Способ Н. Н. Дементьева основан на том, что при среднем коэффициенте формы 0,65 видовое число принято равным 0,425. Подставив эту величину в формулу объема получаем:

V_ств=d_1,3²*h/3

Для стволов, имеющих другие коэффициенты формы, на каждые 0,05 коэффициента вносится поправка 3 м высоты, причем, если коэффициент формы больше среднего, то поправка вводится со знаком плюс, и наоборот. В этом случае формула примет вид:

V_ств=d_1,3²*(h±k)/3

где k — поправочный коэффициент, вводимый к высоте по 3 м при изменении коэффициента формы на каждые 0,05.

Диаметр в этой формуле выражают в метрах. Так, для стволов, у которых q₂=0,7, поправка +3 м; при q₂=0,75 поправка +6 м, при q₂=0,6 поправка со знаком минус, т. е. - 3 м.

4. Если известны диаметр на высоте груди и высота, то приближенно объем растущего дерева можно определить, пользуясь массовыми таблицами.