7) Физические способы определение объема ствола.
К физическим способам определения объема ствола относятся ксилометрические и весовые.
Ксилометрические способы базируются на одном из законов Архимеда, согласно которому тело, погруженное в воду, вытесняет равновеликий ее объем. Для реализации этого закона были предложены особые приборы, названные ксилометрами. На отмеченных ксилометрах отсчеты уровня воды по отградуированной шкале берутся до и после погружения тела в воду. Разность этих объемов дает кубатуру измеряемого предмета.
Весовой способ основан на соотношении между массой тела, его плотностью и объемом: V=m/p. Весовой способ учета на практике применяется при невозможности определения объема древесины стереометрическими методами (перевозка дров в железнодорожных вагонах, отпуск саксауловых дров и т.п.). В этом случае плотность древесины устанавливают по ГОСТу..
20)Определение процента текущего прироста объема растущих деревьев.
На растущих деревьях он определяется приближенными способами, с использованием закономерных соотношений между величинами приростов различных таксационных показателей, а также связей между приростом деревьев и природными факторами, влияющими на рост деревьев.
Соотношение между процентами прироста объема и составляющих
его компонентов в формуле Vств = g1,3 ∙h∙f .
Представляет практический интерес соотношение между процентами прироста d1,3 и Vств, вытекающее из формулы PV = e∙Pd. Как показали исследования, величина коэффициента e меняется в широких пределах
– от 1,7 до 6,4 – и не может быть точно установлена в натуре. Анало-
гичная же картина сохраняется в связях Pg и PV.
Следовательно, по величине процентов прироста d1,3 и g1,3 стволов
нельзя уверенно судить о размерах PV даже в пределах одного и того же древостоя.
Существующие приближенные способы определения процента прироста объема стволов по объему основаны на ряде допущений, не всегда обоснованных и достаточно объективных. Рассмотрим наиболее известные из них.
1. При отсутствии роста дерева в высоту и неизменяемости видового числа формула:
В литературе она известна как формула Бреймана. Однако такое выражение процента прироста объема стволов применимо лишь к старым деревьям. Погрешности же в молодых возрастах составляют до -35…-40 %.
2.При условии неизменяемости только видового числа ствола исходное уравнение прироста приобретает вид:
В таком виде формула показывает систематическое преувеличение результатов, так как с возрастом видовое число стволов обычно уменьшается. Погрешность в проценте прироста объемов составляет
Для улучшения результатов проф. А.В. Тюрин предложил поправку к алгоритму
Уравнение пригодно для деревьев, прошедших кульминацию роста в высоту (обычно старше 50 лет).
3. При условии изменения видовых высот h∙f стволов пропорционально приростам диаметров на высоте 1,3 м формула (5.37) приобретает следующий вид:
Все три рассмотренные формулы для отдельных деревьев могут дать погрешности до ± 40…50 % и применимы лишь к средней оценке разнородной совокупности деревьев.
Широкое распространение в лесном хозяйстве получил способ Пресслера (1868) определения процента объемного прироста деревьев по их относительному диаметру. Относительный диаметр – это отношение диаметра на высоте 1,3 м без коры в настоящий момент к его текущему приросту за t-летний период:
Шнейдер (1853) предложил способ определения процента объемного прироста деревьев по числу годичных слоев в последнем сантиметре радиуса ствола на высоте 1,3 м.
Проф. М.Л. Дворецкий (1964) предложил формулу определения
процента объемного прироста срубленных стволов:
Средняя ошибка способа составляет ± 15 %.
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 Vств=g1,3hf. 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 Vств=g1,3hf 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:
g1,3 =0,785d 2 /10000
Подставляя в общей формуле эти значения, получим
Vств= g1,3*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, м: сосны 30, ели 26, пихты 25, дуба и бука 26.
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.
Источник
Особенности таксации растущих деревьев
Cпособы таксации срубленных деревьев не исключают возможность их применения для определения объема растущих деревьев. Однако эти способы не получили применения по следующим соображениям:
1. Измерить диаметры стволов растущих деревьев на различных высотах невозможно, а использование для этих целей сложных приборов (дендрометров) технически трудоемкая работа.
2. Поскольку нельзя измерить диаметры ствола на разных высотах, то и нельзя определить коэффициенты его формы и, как следствие, невозможно характеризовать форму ствола.
С учетом трудоемкости этих измерений были разработаны специальные методы таксации растущих деревьев. 3а основу этих методов положена теория средних величин, позволяющая при минимальном числе измерений достаточно точно определить объемы стволов растущих деревьев. Такими доступными измерению таксационными показателями являются диа- метр на высоте груди человека среднего роста, т. е. на расстоянии 1,3 м от шейки корня, и высота ствола.
Общеизвестно, что стволы деревьев, растущих в насаждении полнодревесны, в то время как деревья, растущие на просторе, характеризуются большой сбежистостью. Таким образом, при одинаковых диаметрах на высоте 1,3 м и высотах объемы отдельных деревьев различны и зависят от формы стволов.
Поскольку форму стволов растущих деревьев установить трудно, для определения их объемов в лесной таксации введено новое понятие — видовое число (показатель, характеризующий полнодревесность стволов).
В насаждении деревья по их размерам распределяются закономерно. Так, преобладающая часть деревьев имеет размеры и формы, близкие к показателям среднего дерева. Число деревьев, размеры которых больше и меньше размеров среднего дерева, по мере удаления от него уменьшается. Распределение деревьев по размерам характеризуется кривой нормального распределения.
При таксации совокупности отдельных деревьев выполняют следующие работы:
- выбор и клеймение деревьев у шейки корня и на высоте груди;
- обмер и перечет деревьев;
- определение общего объема (запаса).
У отобранных деревьев мерной вилкой измеряют диаметры на высоте груди. Их высоту определяют глазомерно по ступеням высоты 2. 3 м (15, 17, 19 и т. д. или 15, 18, 21 и т. д.). Объемы деревьев определяют по массовым таблицам объемов с двумя входами по d и h. В них проводятся средние объемы деревьев в зависимости от породы, диаметра на высоте 1,3 м и высоты. Объем одного дерева каждой ступени толщины умножают на число таких стволов и получают запас ступени. Суммируя запас всех ступеней толщины, получают запас совокупности отдельных деревьев. ВИДОВОЕ ЧИСЛО Рассмотренные выше математические способы определения объема ствола требуют не только рубки дерева, но и применения сложных измерений и расчетов. Для определения объема ствола растущего дерева, кроме диаметра на высоте 1,3 м и высоты, используется особый показатель — видовое число, которое обозначается буквой f. В и д о в ы м ч и с л о м называется отношение объема ствола к объему цилиндра, высота которого равна высоте дерева, а площадь основания равна площади сечения дерева на высоте груди. Такой цилиндр называется равновеликим (рис. 1), т. е. f=Vcтв/Vцил
Рис. 1. Соотношение размеров ствола и равновеликого цилиндра Наименование видовое число этот показатель получил от немецкого слова formzahl (форма, вид и число). Идея использования видового числа была предложена в конце Х1Х века немецким лесоводом Паульсеном и сводится к тому, чтобы объем древесного ствола получить через видовое число, т. е. как произведение объема равновеликого цилиндра на видовое число. Из формулы (1) можно определить объем ствола: Vств= Vцил* f или Vств= g1,3*h* f (1) Таким образом, видовое число представляет собой коэффициент, показывающий, какую часть от объема равновеликого цилиндра составляет объем ствола. Зная видовое число, можно легко определить объем растущего дерева по (1), для чего необходимо измерить его высоту и диаметр на высоте груди d1,3. Так как объем ствола меньше объема цилиндра, то видовое число меньше единицы. Величина f колеблется в пределах 0,352. 0,560, а у деревьев в возрасте их хозяйственного использования (спелости) — в пределах 0,400. 0,500. Это означает, что объем ствола составляет от объема цилиндра 40. 50 %. Чем больше видовое число, тем больше и объем ствола и выше его полнодревесность. У стволов высотой 2,6 м видовое число равно единице, а высотой менее 2,6 м оно больше единицы. Общеизвестно, что между высотой дерева и его видовым числом существует зависимость, согласно которой с увеличением высоты дерева видовое число уменьшается.
| Форма | Видовое число при высоте ствола, м | |||||||||
| 1,6 | 2,1 | 3,9 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 | |
| Пара болоид | 2,660 | 1,312 | 0,750 | 0,677 | 0,574 | 0,534 | 0,527 | 0,524 | 0,522 | 0,517 |
Источник