Формулы определения объема ствола растущего дерева

1.4 Определение показателей формы ствола и объема растущего дерева и определение объема растущего дерева

Ствол растущего дерева является качественно иным объектом таксации по сравнению с объемом срубленного дерева. Основной особенностью является то, что невозможно охарактеризовать форму древесного ствола растущего дерева. Для характеристики полнодревесности и формы ствола растущего дерева приемлемы методы составления объема ствола с объемом цилиндра.

В начале 19 века в практике лесного дела был введен коэффициент, получивший название видовое число.

Видовое число – это отношение объема дерева или его части к объему цилиндра, имеющего высоту, равную высоте дерева, и основание, равное площади сечения ствола, взятое на той или иной высоте в нижней части ствола.

Применение термина “видовое число” указывает на попытку охарактеризовать при его помощи вид дерева, его внешнюю форму и степень приближения этой формы к правильному стереометрическому телу – цилиндру. Видовое число, найденное для древесного ствола, действительно служит наглядным показателем его формы.

• старое (видовые числа, представляющие собой отношение объема ствола к объему цилиндра, имеющего со стволом одинаковые высоту и площадь основания)

• нормальное (отношение объема ствола к объему цилиндра, имеющего высоту, равную с высотой ствола и площадь поперечного сечения на одной десятой, на одной двадцатой или на трех десятых высоты ствола)

• абсолютное (если за основание цилиндра взять поперечное сечение у шейки ствола, то получим видовое число)

Источник

Задание 4. Таксация растущего дерева

Объем ствола растущего дерева можно определить по таблицам объемов стволов. На практике для нахождения объема отдельных стволов растущих деревьев чаще всего используют таблицы с двумя входами: по диаметру и высоте. Для определения объема ствола по этим таблицам нужно измерить диаметр на высоте груди и высоту ствола дерева . В таблице на пересечении граф, соответствующих измеренным диаметру и высоте, берут значение искомого объема,

Пример 8. Сосна имеет d_1,3 = 29,8 см; h = 25,3 м. По таблице «Объемы древесных стволов по диаметру и высоте» (табл. 2.1 [1 ] V_в/к = 0,69 м 3 .

Объем ствола можно определить по формулам. Исходя из формулы старого видового числа (17), получим

V_в/к = g_1,3 h f (21)

Эту формулу называют формулой для определения объема ствола растущего дерева.

Пример 9. Диаметр ствола сосны на высоте груди в коре d_1,3= 29,8 см, высота h = 25,3 м, коэффициент формы q₂ = 0,64. По таблицам М. E. Ткаченко находим видовое число f = 0,434.

V_в/к = 0,0697·25,3·0,434 = 0,76 м 3 .

Для приближенного определения объема ствола растущего дерева можно использовать формулы:

; (22)

(23)

В формуле Г. Денцина для стволов сосны с высотой, отличной от 30 м, и ели – 26 м вносят поправку ± 3% на 1 м высоты. При меньших высотах поправку берут со знаком «минус», при больших – со знаком «плюс».

В формуле Н.Н.Дементьева для стволов со значением коэф­фициента формы, отличным от q₂= 0,65, вносят поправку ± 3% на каждое 0,05q₂. При меньших коэффициентах формы поправку берут со знаком «минус», а при больших – со знаком «плюс».

Пример 10. Для сосны d_1,3= 29,8 см, h = 25,3 м, q₂ = 0,64; объемы по формуле Г. Денцина (ф. 22) равен:

V_в/к = 0,001·(29,8) 2 = 0,888;

с учетом поправки 100% – 14,1%= 85,9%;

V_в/к = 0,888 · 0,859 = 0,762 м 3 .

По формуле Н. Н. Дементьева (ф. 23) расчеты соответственно:

V_в/к = =(29,8) 2 · 25,3/3 = 0,749 м 3 .

После определения объема ствола растущего дерева по таблицам и формулам находят отклонения от объема, вычисленного по сложной формуле Губера (см. пример 1), приняв его за истинный. Результаты вычислений сводят в таблицу.

По результатам вычислений абсолютных и относительных отклонений делают заключение о точности определения объема ствола разными способами.

4.2. Таксация кроны дерева

Крона – одна из важнейших составных частей дерева. Она является фотосинтетическим аппаратом растения и без нее невозможно существование дерева как живого организма. Кроме этого, она несет оздоровительную, фильтрующую, регулирующую, поглощающую, защитную и другие функции, Декоративные свойства кроны с древнейших времен использовали в садово-парковом строительстве и озеленении.

При таксации кроны дерева определяют горизонтальную и вертикальную проекции, диаметры кроны на разной высоте, протяженность кроны, ее объем [3, 15, 16].

По форме крона совпадает с геометрическими телами вращения и может быть конусообразной, эллипсовидной, шарообразной, купо­лообразной и др.

Развитие кроны дерева, горизонтальное и вертикальное ее строение, форма зависят от условий роста дерева в лесу. Горизон-тальная проекция кроны может быть флагообразной, округлой и т.д.

К числу основных показателей форм крон, их габитуса можно отнести: поперечник или ширину крон d_к, длину крон l_к, высоту до наибольшей ширины кроны h_dк .

Высота начала кроны h_н.к. устанавливается высотомером при измерении общей высоты дерева h. Длина (протяженность) кроны l_к определяется по формуле

По протяженности кроны деревья группируются в три класса с учетом отношения l_к/h. Если это отношение более ½ (точка начала кроны расположена на высоте ½ и ниже) высоты ствола, то крону следует считать длинной, от ½ до ¼ – средней длины и менее ¼ (точка начала кроны расположена на ¾ и выше) высоты ствола – короткой. Диаметр горизонтальной проекции кроны d_к определяется крономером или путем проектирования ее краев на горизонтальную поверхность, чаще в направлениях С – Ю и В – З с замером рулеткой расстояния и последующим вычислением среднего диаметра кроны. Для вычисления объема кроны также измеряют диаметры кроны на ¼, ½ и ¾ ее длины (l_к), т.е. d_к1, d_к2, d_к3. Эти измерения выполняют специальной палеткой В. П. Кавтунова в относительных показателях. Переход к абсолютным значениям диаметров выполняется путем перемножения их относительных величин на высоту дерева [6]. При расчетах в учебных целях d_к1, d_к2, d_к3 вычисляют через пропорции исходя из диаметра кроны d_к, м. Взаимосвязь размеров крон деревьев с высотами и диаметрами стволов на высоте груди при умеренных рекреационных нагрузках насаждений рассчитывается:

d_к = m₀+m₁d+m₂h+m₃dh. (25)

А длины крон lк, в свою очередь, определяются

где m₀, m₁, m₂,m₃ и r₀, r₁, r₂, r₃ – параметры, зависящие от породы (табл.6); h – высота деревьев, м; d – диаметр стволов на высоте груди, см.

Источник

51. 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.

Определение объема ствола растущего дерева вычисляют по формуле V_c=g_1,3*h*f. Для этой формулы площадь сечения определяют по измеренному диаметру на высоте груди, а видовое число берут из таблицы видовых чисел.

Способ Денцена V_s=d 2 _1,3/1000. Для определения – измеряют диаметр на высоте груди в целых сантиметрах, возводят его в квадрат, отделяют три десятичных знака справа и получают объем в кубометрах.

52. Классификация лесоматериалов и методы их таксации (в плотной и складочной мерах).

Сортименты – виды лесной продукции.

1.деловые – используется в круглом виде и используется для дальнейшей переработки.

2.дровяные – используется для отопления, углежжения, сухой перегонки. Таксация дров, учет в поленницах V_скл=a*l*h, V_пл=Vскл*Кт

Деловые сортименты делятся на: обработанные и круглые.

Лесоматериалы по способу получении и характеру обработки делятся на:

1. круглые л/м сохранившие форму боковой поверхности ствола (пиловочные и строительные бревна, руд.стойка, балансы. Из лиственных фанерный и спичечный кряж). Определение объема в плотной и складочной мере. Объем по формуле срединного сечения, существуют таблицы по D, L → V/ На практике определяется по табл. На основании длины и диаметра в верхнем отрезе, составленные для среднего сбега 1см на 1п.м.
2. дрова в круглом или колотом виде
3. пиломатериалы, полученные продольной распиловкой (пластина, четвертина, брусья, брусок, шпала, доска, горбыль, паркет)

1. колотые л/м
2. тесанные
3. строганные
4. лущенные (шпон)
5. л/м из корневых и прикорневых частей (осмол, болванки)
6. л/м из коры древ. И куст. пород

Источник

Приближенные способы определения объема ствола растущего дерева

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 f равным 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:

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 = 0,785d 2 /10000

Подставляя в общей формуле эти значения, получим

V_ств= g_1,3*h*f = 0,785*d 2 *12,75/10000= 10d 2 /10000=d 2 /1000=0,001*d 2

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:

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:

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.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник