методички 3 курс PDF / 293.таксация

21

Рис. 12. Способы определения площади поперечного сечения: а – Симпсона; б – планиметрический; в – круговой; г – эллипсоидальный

Результаты измерений заносятся в табл. 2.

Таблица 2 Диаметры и площади поперечного сечения древесного ствола на высоте 1,3 м

Исходные данные	Ед. изм.	В коре	Без коры
Диаметр СЮ (dСЮ)	см	19,2	18,5
Диаметр 3В (dЗВ)	см	18,2	17,3
Диаметр наибольший (dmax)	см	19,4	19,2
Диаметр наименьший (dmin)	см	18,2	17,3
Длина окружности (L)	см	58,9	57,5

22

Лабораторная работа № 4

Продольное сечение древесного ствола

Цель – изучить характер изменения образующей древесного ствола на различных его участках и получить необходимые данные для расчета его объема.

Исполнение – индивидуальное. Инструментарий: канцелярские принадлежности, ведомости, калькулятор.

Литература – Лозовой А.Д. Лесная вспомогательная книжка. –

Воронеж, 1996, 2000, 2004.

Работу начинают с вычерчивания продольного сечения древесного ствола на миллиметровой бумаге в масштабе по высоте 1:100, а по диаметру 1:5 – 1:2. При этом вначале вычерчивают ось ствола, по обе стороны от которой откладывают средние значения полудиаметров в коре и без коры на соответствующих высотах. Данные берутся из формы 1. Полученные точки соединяются прямыми линиями. Кору и вершину ствола, последний неполный 1- или 2-метровый отрезок, закрашивают. Середины отрезков на чертеже показывают штриховой линией, концы отрезков – сплошной, а сечения на 1,3 м, ¼, ½ и ¾ высоты ствола – пунктирной линией (форма 2).

После построения продольного сечения древесного ствола и записи диаметров в коре (числитель) и без коры (знаменатель) на срединах отрезков приступают к вычислению диаметров в коре и без коры на концах отрезков и на ¼, ½ и ¾ высоты ствола. Диаметры на концах отрезков вычисляют как среднеарифметические от ближайших диаметров на срединах отрезков. Диаметры на ¼, ½ и ¾ высоты ствола определяют или по графику продольного сечения древесного ствола на соответствующих высотах с учетом масштаба, или методом интерполирования, используя для этой цели известные диаметры ближайших сечений. Диаметры у основания ствола и у основания вершины выписывают из табл. 1.

Для каждого из диаметров по таблице площадей рекомендуемого справочника определяются площади поперечного сечения в см2.

Абсолютный сбег ствола – это разность между диаметрами двух сечений ствола, стоящих одно от другого на расстоянии 1 м.

23

Форма 2

Изучение формы продольного сечения древесного ствола

Построение продольного		наДиаметр	срединах смотрезков,	Площадь сечения средин смотрезков,	наДиаметр концах смотрезков,	Площадь сечения отрконцов., см	1,3Диаметрм 1,2на¾и¼и стввысм.,.	сечПлощадь. на1,3наи.м выс¼,¾и½. смств.,	Абсолютн. сбег однометровы отрезковх
	сечения			2
высота	ось ствола					2
					7,0	38,5
					6,0	28,3
			7,5	44,2
			6,5	33,2
					9,0	63,6
					8,0	50,3
			9,5	70,5
			8,5	56,7
					10,5	86,6	10,0	78,5	1,0
					9,5	70,5	9,0	63,6	1,0
			11,7	107,5					1,2
			11,6	105,7					2,1
					12,0	113,1			0,3
					11,0	95,0			0,6
			13,0	132,7					1,0
			12,0	113,1					1,0
					14,0	153,9			1,0
					13,0	132,7			1,0
			14,5	165,1			15,0	176,7	0,5
			13,5	143,1			14,0	153,9	0,5
					15,5	188,7			1,0
					14,5	165,1			1,0
			15,8	196,1					0,3
			15,0	176,7					1,1
					16,5	213,8			0,7
					15,0	176,7			0,0
			17,0	227,0					0,5
			15,0	176,7					0,0
					17,0	227,0			0,0
					15,5	188,7			0,5
			17,5	240,5			17,3	235,1	0,5
			16,0	201,1			15,5	188,7	0,5
					18,0	254,5			0,5
					16,5	213,8			0,5
			18,7	274,6					0,7
			17,9	251,6					1,4
					20,6	333,3			1,9
					18,0	254,5			0,1
			22,5	397,6			21,5	363,1	1,9
			19,5	298,6			19,5	298,6	1,5
					24,2	460,0			1,7
					20,7	336,6			1,2

Масштабы: для диаметров - 1:5; для высоты – 1:100

Выводы по сбегу ствола: наибольший сбег приходится на нижнюю часть

древесного ствола.

24

Уравнение образующей древесного ствола и вычисление по этому уравнению диаметров на срединах отрезков получают с помощью ЭВМ по специальной методике. Отклонение вычисленных по уравнению диаметров от диаметров фактических показывают и в абсолютном выражении, и в процентах. Вычисленные по уравнению диаметры наносятся на график продольного сечения древесного ствола.

Лабораторная работа № 5 Определение объема ствола срубленного дерева математическими

способами

Цель работы – освоить широко распространенные в практике таксации отдельного дерева способы определения объема, относящиеся к приближенным стереометрическим методам.

Инструментарий: канцелярские принадлежности, микрокалькулятор, компьютер.

Объем древесного ствола вычисляется с использованием трех сложных стереометрических формул, а также восьми приближенных эмпирических формул, предложенных различными исследователями. Весь необходимый исходный материал для проведения расчетов имеется в форме 3.

Выполнение задания следует начинать с зарисовки схем обмера ствола с указанием расположения мест измерения диаметров, а затем производить необходимые вычисления.

Все значения объемов рассчитываются с точностью 0,0001 м3 и заносятся в форму 3.

Объемы ствола, вычисленные по разным формулам, в большинстве своем не совпадают, поэтому полученные значения следует сопоставить с наиболее точным из них. Сопоставление производится как в абсолютных, так и в

относительных показателях по формуле Роткл = VсрV−Vусл.ист. 100 %. За условно-

усл.ист.

истинный обычно принимается объем, полученный по сложной формуле срединного сечения, так как, по данным исследований, эта формула дает ошибку по отношению к фактическому (ксилометрическому) объему не более чем ± 2 %.

25

Форма 3 Определение объема древесного ствола по стереометрическим формулам

Простые формулы	Сложные формулы

По концевым сечениям

g0 + gL

g

0

+ g

n

+ g + g

+...g

l +

g

n

h

V =

L

2

V =

2

1

2

n−1

3

Vв коре

=

460 ,0 + 0

21,8

= 5014 см

2

м =

460,0 +38,5

+333,3+254,5 +227,0 +

38,5 1,80

Vбезкоры

=

2 +

=

2

2

3

= 0,5014 м

3

+213,8 +188,7 +153,9 +113,1+86,6 +63,6

=3791см2 м =0,3791м3

336,6 + 0

336,6 + 28,3

+ 254,5 + 213,8 +188,7 +

28,3 1,80

Vбез коры

=

21,8 = 3668,9см2

м =

Vбез коры

2

=

2

2

+

3

=

= 0,3669 м3

+176 ,7 +165,1 +132,7 + 95,0 + 70,5 + 50,3

= 3077 см2

м = 0,3077 м3

По

срединным сечениям

V = γ1 / 2 L

V = (γ1 +γ2

+γ3

+...

+γn ) l +

gn h

3

Vвкоре

=

176,7 21,8 = 3852см

2

м =

397 ,6 + 274 ,6 + 240 ,5 + 227 ,0 +

196 ,1 +

38,5 +1,80

V

в коре

=

2 +

=

+

165 ,1 +132 ,7 +107 ,5 + 70,5 + 44,2

3

= 0,3852 м3

= 3735 см

2

м = 0,3735 м

3

Vбезкоры

=153,9 21,8 =

3355см

2

м =

298,6 + 251,6 + 201,1+176,7 +

176,7 +

28,3 +1,80

V

=

2 +

=

без коры

33,2

3

= 0,3355 м3

+143,1+113,1+105,7 +56,7 +

= 3130см

2

м = 0,3130 м

3

По концевым

и срединным сечениям

V

g0 + 4γ1 / 2 + gL

L

g

+ g

n

+2

(g

+ g

+L+ g

n−1

)

+

l

gn h

=

V =

0

1

2

+

6

+4 (γ1 +γ2 +L+γn )

6

3

V

=

460,0 + 4 176,7 + 0

21,8 = 4239см2 м =

460,0 +38,5 +

333,3 +254,5 +227,0 +213,8 +188,7

+

в коре

2

6

+153,9 +113,1+86,6 +63,6

2

38,5 1,80

= 0,4239 м

3

V

=

+

397,6 +274,6 +240,5 +227,0 +196,1+165,1+

6

в коре

3

+4

+132,7 +107,5 +70,5 +44,2

= 3753см2 м = 0,3753м3

336,6

+4 153,9 +0

2

254,5 +213,8 +188,7 +176,7

+

165,1

V

=

21,8 =3460см м =

336,6 +28,3 +

2

+

безкоры

6

V

=

2

+ 28,3 1,80

+132,7 +95,0 +70,5 +50,3

3

безкоры

298,6 +251,6 +201,1+176,7 +176,7 +143,1+

6

3

= 0,3460м

+

4

+105,7 +56,7 +33,2

+113,1

=3112см2 м = 0,3112 м3

26

Но в нашем случае за условно-истинный принят объем, вычисленный по сложной формуле концевых и срединных сечений, так как ее точность находится в пределах 1,5…2 %. Установив погрешности определения объема ствола каждым способом, следует сделать вывод о том, какой из них дает наибольшие и наименьшие отклонения (табл. 3).

Таблица 3

Сопоставление объемов ствола по разным формулам

Объем по разным формулам, м3

Отклонение объемов по разным

формулам от условно-истинного, %

Замеры

по концевым

по срединному

по концевым и

по концевым

простая

по

формулапростая концевыхи срединныхсечений

простая

сложная

простая

сложная

простая

сложная .)ист-.усл(

простая

сложная

сложная

сечениям

сечению

срединному

сечениям

срединному

сечениям

сечению

В

0,5014

0,3791

0,3852

0,3735

0,4239

0,3753

+33,6

+1,0

+2,6

-0,5

+12,9

коре

Без

0,3669

0,3077

0,3355

0,3130

0,3460

0,3112

+17,9

-1,1

+7,8

+0,6

+11,2

кор

ы

Выводы: Наиболее близкие результаты к условно-истинному объему дает сложная формула срединного сечения. Максимальное завышение дает простая формула концевых сечений (+17,9 %).

На практике часто возникают ситуации, когда необходимо оперативно решить задачу определения объема ствола на основе минимального числа доступных измерений, не слишком снижая точность, с использованием эмпирических формул (табл. 4).

За условно - истинный принят объем, вычисленный по сложной формуле концевых и срединных сечений.

Вывод: Наиболее близкий к условно-истинному результат дает формула Дементьева (отклонение ± 1…2 %) наименее точный – формула Денцина, завышая значение объема ствола в коре – на 58,1 %, а без коры – на 54,1 %.

						27
								Таблица 4
	Определение объема древесного ствола по эмпирическим формулам.
№	Формула				Объем ствола,		Отклонение от условно-
	для расчетов					м3	истинного объема, %
	(автор формулы)				в коре	без коры	в коре	без коры
1	V = (g1/ 4	+ g3 / 4 ) L			0,3418	0,2750	-8,9	-11,6
				2
	(Шиффель)
2	V = 0,534d12,3 d12/ 2 L				0,3754	0,3178	+0,02	+2,1
	(Шустов)
3	V = 0,001d12,3 * (Денцин)				0,2250	0,1960	-40,0	-37,0
4	2		L ± K		0,3359	0,2763	-10,5	-11,2
	V = d1,3			3
	(Дементьев)
5	V = g1,3 (L +3) 0,42				0,3600	0,2962	-4,1	-4,8
	(Лин Чан Ген)
6	V = 0,58 d12/ 4 L			d12/ 4 d12/ 2	0,3524	0,2887	-6,1	-7,2
	(Третьяков)
7	V = d12,3 (0,31L +1,4)				0,3586	0,2950	-4,4	-5,2
	(Анучин)
	Примечание:

*Наиболее точные результаты формула дает для деревьев высотой

25…30 м;

**Коэффициент 0,42 применяется для твердолиственных и темнохвойных пород. Для светлохвойных и мягколиственных пород коэффициент равен 0,40;

***Для светлохвойных и мягколиственных пород при расчетах используется формула:V = d12,3 (0,31 L +1,0);

Условные обозначения:

d1,3; d1/2; d1/4 – диаметры ствола на высоте 1,3 м, ½ и ¼ высоты ствола, см;

g1,3; g1/4; g1/2; g3/4 – площади сечений на высоте 1,3 м, ¼, ½ и ¾ высоты ствола, м2;

L – высота ствола, м.

28

Лабораторная работа № 6

Коэффициенты формы. Видовое число

Цель работы – освоить используемые в практике способы определения рассматриваемых признаков и оценить их точность по отношению к истинному значению показателя.

Исполнение – индивидуальное.

Инструментарий: карандаш, ручка, микрокалькулятор.

Литература: Лозовой А.Д., Успенский В.В. Таксация леса. Таксация отдельного дерева. – Воронеж, 1994, 2000, 2004.

Лозовой А.Д. Лесная вспомогательная книжка. – Воронеж, 1996, 2000, 2004.

Порядок выполнения задания. Для характеристики формы древесных стволов рассчитывают так называемые коэффициенты формы, которые представляют собой отношение диаметра на любой высоте к диаметру на высоте груди. Студенты в процессе выполнения задания вычисляют 4 коэффициента формы: q0, q1,q2 и q3. Формулы для их вычисления и условные обозначения показаны в табл. 6. Необходимые для вычисления коэффициентов формы диаметры берутся из формы 3.

Наиболее часто используемым в практике является коэффициент формы -

q2.

Поэтому полученные значения q2 для исследуемого ствола сравниваются со средним для данной породы коэффициентом формы, значение которого для отдельных древесных пород составляет: для сосны – 0,65, дуба – 0,68, березы –

0,66, ели и осины – 0,70.

Наиболее полное представление о полнодревесности ствола дает видовое число, которое вычисляется как отношение объема ствола к объему

	равновеликого цилиндра по формуле:	f =	Vусл.ист.	=	V		. За равновеликий
			Vцил.		g1.3	L

принимается цилиндр, высота которого равна высоте ствола, а площадь поперечного сечения равна площади сечения дерева на высоте груди (1,3 м).

Для вычисления истинного значения видового числа в задании используется объем ствола, вычисленный по сложной формуле концевых и срединных сечений (из формы 3). Помимо истинного видового числа,

29

определяются видовые числа по формулам Кунце, Вейзе, Шиффеля, по таблице всеобщих видовых чисел Ткаченко и по номограмме В. Джурджу.

Ход вычисления видовых чисел, применяемые при этом формулы и условные обозначения показаны в табл. 5.

Таблица 5

Вычисление коэффициентов формы и видовых чисел

Коэффициенты формы

По

Видовые числа в коре

Значение

q0

q1

q2

q3

объему

По формулам

По табл.

По

(истин)

Кунце

Вейзе

Шиффеля

Ткаченко

номограмме

Абсолютные

1,12

0,80

0,69

0,46

0,474

0,480

0,476

0,475

0,480

0,480

величины

Отклонения

-

-

+6,2

-

-

+1,3

+0,4

+0,2

+1,3

+1,3

видовых чисел от

истинного в %

Ход

вычислений

q0

=

d0

=

24,2

=1,12

fист =

Vист

=

Vист

=

0,3753

= 0,474

d1.3

21,5

Vц

g1.3 ×

L

0,3631 21,8

q1

=

d1/ 4

=

17,3

= 0,80

f = q2 −C = 0,69 −0,21 = 0,48

d1.3

21,5

f

= q22

= 0,692

= 0,476

q2

= d1/ 2

=

15,0

= 0.69

f

= 0.66 q22 +

0.32

+0.140 =

21,5

q2 ×h

d1.3

q3

= d3 / 4

=

10,0

= 0,46

= 0,66 0,69

2

+

0,32

+0,140 = 0,475

d1.3

21,5

0,69 21,8

При расчете видового числа по формуле Кунце принимаются следующие значения коэффициента «С»: для дуба и ясеня – 0,20; для сосны и ольхи черной

– 0,21; для ели и осины – 0,22 (по Анучину Н.П.).

При определении видового числа по номограмме В. Джурджу учитывается высота ствола и коэффициент формы q2.

Выводы: Ствол имеет значение q2 выше среднего для данной породы. Наиболее близкое к истинному значение видового числа получено по формуле Шиффеля.

В заключение вычисляется процент отклонения видовых чисел, найденных разными способами, от условно-истинного, принятого за 100 %, и делается вывод о точности разных методов.

30

Лабораторная работа № 7

Сортиментация древесного ствола. Определение объема выхода сортиментов

Цель работы – изучить требования государственных стандартов к лесным сортиментам и произвести сортиментацию модельного дерева с последующим определением объема сортиментов.

Исполнение – индивидуальное.

Инструментарий: ручка, карандаш, линейка, ведомость, калькулятор. Литература: А.Д. Лозовой. Лесная вспомогательная книжка. –

Воронеж, 1996, 2000, 2004.

ГОСТ 9463-88 Лесоматериалы круглые хвойных пород. Технические условия.

ГОСТ 2708-75 Лесоматериалы круглые. Таблицы объемов.

ОСТ 13-5-77 Лесоматериалы круглые. Жерди хвойных и лиственных пород. Технические условия.

ГОСТ 3243-88 Дрова.

При определении выхода отдельных сортиментов из древесных стволов в производственных условиях руководствуются действующими стандартами на лесоматериалы круглые хвойных и лиственных пород и планом заготовки сортиментов определенных наименований. Студенты при выполнении задания ориентируются на заготовку пиловочника и лесоматериалов для использования

вкруглом виде.

Сучетом длины деловой части ствола, которая была установлена при его рубке, определяется количество, длина и наименование деловых сортиментов, которые записываются в табл. 6. Оставшуюся часть ствола подразделяют на дрова и хворост. Дрова по длине должны быть кратными целому числу метров,

адиаметр в верхнем отрубе в коре должен быть не менее 3 см. Схема разделки ствола на сортименты приводится в нижней части бланка задания (рис. 13).

Для всех деловых сортиментов определяют диаметр без коры в нижнем отрезе, на середине сортимента и в верхнем отрезе.

Если нужного диаметра в указанной ведомости нет, то он определяется методом интерполирования.

Средний сбег сортиментов вычисляется по следующей формуле: