6.2 Таксация круглых лесоматериалов
Для определения объема бревен и других деловых круглых сортиментов могут быть использованы рассмотренные выше формулы определения объемов стволов и их частей. Более точно, но с большей затратой труда объем круглого леса можно определить по сложным формулам.
Наиболее широко при вычислении объемов круглого леса применяется простая формула срединного сечения (V = γ L) – формула Губера. Для упрощения работы заранее вычисляют объем бревен различной длины в зависимости от диаметра, обусловливающего величину поперечного сечения. Полученные данные сводят в таблицу (таблица 6.1).
Таблица 6.1 – Объем круглого леса, вычисленный по формуле
Объем сортиментов, пл. м 3 , при диаметре на середине длины, см
Таблицы такого рода часто называют таблицами объемов цилиндров.
Таблицы объемов цилиндров в развернутом виде, предусматривающие различные сочетания длины и толщины сортиментов, имеются в лесных справочниках.
Таблицы объемов бревен и метод их составления
При определении объемов круглых сортиментов по таблице 6.1 надо измерить длину сортимента и его диаметр на середине длины. Измерение диаметра на середине длины очень трудоемко, так как для этого надо раскатать штабеля, определить середину длины бревна и снять в этом месте кору. Вспомним, что все замеры диаметров сортиментов делают без коры.
В широкой практике применяют таблицы объемов, требующие измерения длины сортиментов и диаметров в тонком конце – в верхнем отрезе (таблица 6.2).
Таблица 6.2 – Определение объема сортиментов по длине и
диаметру в верхнем отрезе
Объем сортиментов, пл. м 3 , при диаметре в верхнем отрезе, см
Эти таблицы имеют ряд преимуществ. Основное из них заключается в том, что для измерения диаметра в конце бревна не требуется раскатывать штабеля и снимать кору на обмеряемой части бревна. При всех последующих расчетах, связанных с распиловкой бревен на доски или использованием их в круглом виде, оперируют диаметром бревен в верхнем отрезе.
Таблицы, определяющие объем бревен по длине и диаметру в верхнем отрезе, составляют опытным путем на основе детальных обмеров большого числа бревен. Диаметры обмеряют через 1 или 2 м, затем вычисляют объем каждого бревна, чаще всего, по сложной формуле срединных сечений. Результаты вычислений группируют по длине бревен и их диаметрам в верхнем отрезе. Для бревен, имеющих одинаковую длину и одинаковый диаметр в верхнем отрезе, складывают объемы и полученную сумму делят на число таких бревен. Полученный для данной группы бревен среднеарифметический объем вписывают в таблицу.
Допустим, что мы имеем n бревен длиной L с одинаковым диаметром в верхнем отрезе. Находим по сложной формуле срединного сечения объем каждого бревна:
;
;
;
;
Табличный объем одного бревна находим по следующей формуле:
(6.1)
При массовом обмере бревен максимальных и минимальных размеров оказывается немного, поэтому среднеарифметические объемы, вычисленные на основании малого числа наблюдений, будут недостаточно точными, и их необходимо выравнивать графически или аналитически. Для этого строят график. По оси абсцисс откладывают диаметры бревен в верхнем отрезе, по оси ординат – среднеарифметические объемы бревен. При соединении отложенных на графике точек получают кривую. Если кривая окажется не плавной, а с резкими отклонениями, это значит, что среднеарифметические объемы установлены неточно, и их нужно выровнять.
При выравнивании надо учитывать величину средних ошибок в определении среднеарифметических объемов бревен. Выполнив на графике соответствующие отсчеты, в итоге получаем таблицу, сходную с приведенной выше (таблица 6.1.) для определения объемов цилиндров. Рекомендуется вычерчивать на одном и том же графике несколько кривых, характеризующих изменение объемов бревен в зависимости от их диаметра при разной длине. Если кривые для бревен различной длины имеют общее направление, это будет свидетельствовать о надежности средних показателей.
В настоящее время выравнивание делается аналитическим путем. Применение компьютеров делает эту работу, считавшуюся в докомпьютерную эпоху сложной и трудоемкой, достаточно простой. В то же время необходимо использовать и графические построения, которые тоже выполняет компьютер. Графики позволяют избежать грубых ошибок, соблюдать определенную закономерность в изменении объемов бревен, исключают возможность пересечения линий объемов для бревен одной длины, но разных диаметров (и наоборот) и т.д. К тому же вид графика помогает по специальным таблицам графиков функций подобрать аналитическое выражение, которое наилучшим образом отразит закономерное изменение объемов бревен при увеличении (уменьшении) длины и диаметра в верхнем отрезе.
Ф. Корсунь нашел, что объем бревна V как функцию длины L можно определять по простой формуле:
(6.2)
Этой же формулой можно было выразить также объем бревна как функцию толщины d. Таким образом, в конечном итоге объем бревна находится по формуле:
(6.3)
Постоянные К, m, n определяются по опытным данным, Обработав результаты обмеров бревен применительно к формуле (6.3), Ф. Корсунь установил, что К, m и n выражаются весьма громоздкими (дробными) числами. Однако в современных условиях при наличии компьютеров это обстоятельство не является препятствием для использования этих формул при составлении объемных таблиц. Сегодня разными учеными предложены и другие формулы для нахождения объема бревен.
Источник
31.Совокупность элементов леса в закономерности их строения. Таблицы таксации объемов деревьев.
Таблицы объемов стволов представляют ряды числовых величин, расположенные в определенной системе и характеризующие средние объемы стволов отдельных древесных пород в зависимости от размеров и формы.
Первые таблицы объемов стволов были составлены в 1804 году Гартигом. Затем в 1846 году появляются более совершенные баварские таблицы. К настоящему времени лесотаксационная практика располагает большим множеством указанных нормативов, имеющих неодинаковую ценность. Достаточно подробно разработаны теория вопроса и методика составления этих таблиц.
Представляется возможным дать следующую классификацию существующих таблиц объемов стволов.
1. По целевому назначению различаются таблицы:
а) для таксации разнородной совокупности деревьев;
б) для таксации деревьев в древостоях.
2. По области применения существуют таблицы:
а) всеобщие или универсальные – для одновременной таксации стволов всех древесных пород;
б) общие – для данной породы в пределах ее ареала или страны;
в) региональные – для данной породы в пределах выделенного лесотаксационного района.
3. По плану построения имеются таблицы:
а) с одним входом – d1,3;
б) с двумя входами – при средней форме по d1,3 и h (для таксации разнородной совокупности деревьев); при средней форме по d1,3 и разряду высот (для оценки деревьев древостоя). Для отдельных видов нормативов дополнительно могут учитываться некоторые лесобиологические признаки: возрастная группа, область роста, категории формы ствола и т.п.;
в) с тремя входами – коэффициент формы q2, d1,3 и h (для разнородной совокупности деревьев); разряд высот, средний q2 и d1,3 (для деревьев древостоя).
4. По методике сбора и группировке исходного материала таблицы объемов могут основываться:
а) на данных сплошной рубки или взятия учетных деревьев древостоя с отнесением всех стволов пробной площади к одному разряду высот и средних q2 составляемых таблиц;
б) на данных модельных деревьев, взятых в древостоях различных лесорастит-х условиях, возраста, полноты, состава и т.п., с разноской отдельных стволов по принятым кат-м учета.
5. По методике составления различают таблицы объемов:
а) с использованием средних значений видовых чисел по формуле Vств = g1,3 ∙h∙f;
б) с графическим выравниванием объемов по d1,3 и h стволов;
в) с аналитическим выравниванием объемов по уравнениям связи от d1,3, h и q2;
г) с мат. моделированием образующей ствола на ЭВМ.
В литературе содержатся и иные классификации анализируемых таблиц.
К таблицам объемов растущих деревьев выдвигается требование обеспечить ту же точность определения запаса древесины, что и в таблицах учета заготовляемых из них круглых лесоматериалов. В разнородных совокупностях деревьев перечет ведется по группам
d1,3, h и q2. В древостоях элемента леса перечет проводится лишь по ступеням толщины с установлением общего разряда высот и среднего коэффициента формы стволов.
Рассмотрим отдельные наиболее известные таблицы объемов разнородной совокупности деревьев в их историческом плане.
Баварские таблицы объемов стволов. Они были опубликованы в 1846 году и для своего времени являлись наиболее совершенными. В основу составления таблиц положены данные обмеров по коротким отрезкам 40220 стволов различных пород. Объемы стволов в них вычислены с использованием вырaвненных видовых чисел. Входами в таблицы являются диаметр на высоте 1,3 м с градацией в 2 см и высота ствола с дробностью в 0,5 м.
Германские таблицы объемов стволов. Были опубликованы в 1876 году и находят применение по настоящее время. В их основе лежат данные обмера свыше 64 тыс. деревьев сосны, ели, пихты, ольхи черной, дуба и бука.Нормативы предусматривают две области роста -северную и южную, а также возрастные группы деревьев до 40 лет, 41…80 лет и старше 80 лет. В них показаны объемы всего дерева и стволовой древесины толщиной свыше 7 см.
Новым в германских таблицах по сравнению с баварскими является использование для оценки формы стволов соотношения между диаметрами на середине высоты и на высоте 1,3 м, получившего впоследствии название второго коэффициента формы стволов.
Удельные таблицы Крюденера объемов стволов. В 1904 г. А.А. Крюденером была опубликована программа работ, а в 1908-1913 гг. составлены таблицы объемов стволов для 9 древесных
пород (сосна, ель, береза, осина, дуб, липа, граб, клен и ясень), предназначенные для таксации в лесах Удельного ведомства. Весь выпуск состоит из 20 отдельных книг.
В основе таблиц лежит обширный материал в виде обмера по 1,4 мотрубкам свыше 108 тыс. деревьев. Последние брались в качестве моделей в количестве 24…40 шт. на каждую пробную площадь. Некоторые же пробы были вырублены сплошь.
Индивидуализированные таблицы Шиффеля объемов стволов.
В период 1899-1908 гг. австрийский лесовод А. Шиффель составил таблицы объемов стволов для ели, сосны, лиственницы и пихты. Материалом для них послужили данные обмера 1 м отрубков около 5 тыс. деревьев. Стволы, взятые из разных древостоев, при обработке были распределены по высотам и пяти категориям значений q2 в зависимости от сомкнутости полога леса:
I – деревья свободного стояния с очень сбежистой формой ствола;
II – редкие насаждения со значительной сбежистостью ствола;
III – насаждения средней сомкнутости со средней полнодревесностью ствола;
IV – полные сомкнутые насаждения с полнодревесной формой ствола;
V – очень густые насаждения с наиболее полнодревесными стволами.
По указанным группам полнот древостоев в таблицах были приняты средние значения коэффициентов форм q2.
Таблицы объемов Союзлеспрома для разнородной совокупности стволов. В 1931 году при составлении таблиц Союзлеспрома объемов стволов по бонитетам, предназначенных для таксации древостоев, исполнителями работ (по сосне – проф. Д.И. Товстолес; ели – проф. В.К.Захаров; осине и березе – проф. А.В. Тюрин) одновременно были разработаны таблицы объемов для разнородных совокупностей деревьев. Материалом для них послужили данные обмера около 12 тыс. модельных деревьев, проведенные при лесоустройстве. Объемы стволов определяли с помощью видовых чисел. Для каждой древесной породы предусмотрены (кроме осины) следующие три разряда значения коэффициентов формы q2 (табл. 4.4). В пределах этих разрядов q2 объемы стволов даются в зависимости от d1,3 и h. Методика составления таблиц Союзлеспрома для оценки запаса древостоев излагается в разделе 8.5.
Универсальные таблицы для определения объемов стволов.
Впервые идея составления таблиц объемов стволов, единых для всех древесных пород, была высказана в 1926 году А. Самгиным и внедрена в производство в 1932 году А.Н. Карповым. Исходным положением послужил тезис о том, что независимо от древесной породы у стволов с одинаковыми диаметрами на высоте 1,3 м, высотами и коэффициентами формы q2 приблизительно одинаковы как диаметры на равных расстояниях от пня, так и их объемы.
Источник