Чем измеряют диаметр дерева
Таксация растущего дерева
У растущего дерева чаще всего определяют диаметр ствола на 1,3 м, высоту, объем ствола и возраст. Иногда определяют диаметр и длину кроны.
Диаметр у дерева измеряется обычно на высоте 1,3 м от шейки корня, т.е. на высоте груди человека среднего роста. Поэтому в лесной таксации такой диаметр называют диаметром на высоте груди. С использованием этого диаметра составлено множество таксационных таблиц – видовых чисел, объемов стволов, хода роста, сортиментных, товарных.
Для измерения диаметра ствола на высоте груди применяют разные инструменты и методы. Одним из простых инструментов, находящих самое широкое применение в практике лесного хозяйства, является мерная вилка.
Мерная вилка служит для измерения диаметров стволов у деревьев. С ее помощью также можно измерить высоту деревьев. Мерная вилка (рис.1) представляет собой большой (длиной от 0,7 до 1,2 м) штангельциркуль, изготовленный из дерева, текстолита или дюралюминия. Она состоит из линейки-штанги 1, с делениями в сантиметрах (с одной стороны разбитых до 0,5 см), пронумерованных через 2 или 4 см, на одном конце которой закреплена неподвижная ножка 2. Подвижная ножка 3 надета на линейке- штанге и перемещается по ней при измерении диаметров стволов. При измерениях вилка прикладывается к стволу так, чтобы спереди прикасалась линейкой-штангой, а с боков – неподвижной и подвижной ножками, т.е. с трех сторон.
Рисунок 1. Общий вид мерной вилки:
1 ─ измерительная линейка-штанга,2 ─ неподвижная ножка, 3 ─ подвижная ножка
Рулетка или тесемочный метр. С их помощью также можно измерять диаметр ствола, производя замеры его окружности L. Для получения диаметра (Д) необходимо применить формулу:
Высоту ствола измеряют с точностью 1 м или 0,5 м. Низкие деревья можно измерять с более высокой точностью. Для этого используются специальные высотомеры, а также другие инструменты и способы
Высотомер представляет собой небольшой (массой до 100-150 г) прибор, предназначенный для измерения высот растущих или сухостойных деревьев. Высотомеры выпускаются различных марок: ВУЛ-1, ВН, ВКН, ВА. Довольно широко используются зарубежные высотомеры: СУУНТО (Финляндия), Блюме-Лейсс (ФРГ), оптический цифровой (Швеция) и др.
Большинство высотомеров механического действия имеют барабан, снабженный балансиром, со шкалами высот при базисах 15 или 20 м. Балансир обеспечивает постоянное положение шкал к линии горизонта. Тормозное устройство барабана выполнено в виде кнопки, с помощью которой барабан удерживается при визировании высотомера на вершинку (верхнюю точку) дерева.
Высотомер для измерения высот деревьев можно на время взять в лесничестве.
Высоту дерева можно также измерить с помощью мерной вилки (ее также можно взять в лесничестве), если у нее на конце неподвижной ножки прикреплена нить длиной около 40см с отвесом, а на подвижной ножке имеется шкала с делениями, обозначающими высоту.
При измерении также необходимо отмерить базис, равный примерно высоте данного дерева. Став с мерной вилкой на полученную точку, подвижную ножку установить на линейке – штанге на деление, численно равное базису, и по внутренней грани неподвижной ножки произвести визирование на верхнюю точку измеряемого дерева. Нить с отвесом на шкале боковой части подвижной ножки покажет значение высоты дерева от уровня глаз мерщика (рис.2). Для получения высоты дерева от шейки корня необходимо добавить к полученному результату высоту до уровня глаз человека.
Рисунок 2. Измерение высоты дерева с помощью мерной вилки: а − общий вид, б − положение мерной вилки при визировании на вершину дерева
Измерение высоты дерева по падающей тени. Измерение высоты по тени следует проводить в солнечную погоду у стоящих одиночно деревьев. Сначала следует измерить длину падающей тени от дерева. Затем взять палочку длиной 1-2 м, воткнуть ее в землю вертикально и замерить тень, которую она отбросит (рис. 3). Высота дерева будет равна:
Н = 
,
где: Н – высота дерева, м,
L – длина падающей тени от дерева, м,
l – длина падающей тени от вешки, м.
Рисунок 3.К измерению высоты дерева по падающей от него тени
Измерение высоты дерева с использованием равнобедренного треугольника. Для этого необходимо вооружиться указанным треугольником (с наличием прямого угла), а также рулеткой.
Вначале на дереве следует отметить высоту на уровне глаз мерщика.
Затем отойти от дерева на расстояние, равное примерно его высоте.
Приставив угольник одним из острых углов (45 0 ) к глазу, прилегающим катетом произвести визирование на отметку уровня глаз исполнителя на дереве. Далее необходимо визировать по длинной стороне треугольника, отходя от дерева или приближаясь к нему, чтобы линия визирования точно указала на верхнюю точку дерева (рис.4а). От места стояния (точки) измерить расстояние до дерева. Прибавить к полученному значению отрезок, равный высоте исполнителя до уровня глаз. Это и будет высота дерева.
Рисунок 4. К определению высоты дерева с использованием равнобедреннего треугольника с углами 45 0 (а) и крестообразно соединенных палочек (б)
В лесных условиях равнобедренный треугольник можно получить, взяв две одинаковые палочки длиной 25- 30 см. В одной из палочек посредине сделать, чтобы просунуть в нее вторую палочку. Палочки выравнять по длине и прямым углам. Мысленная прямая, соединяющая два конца от горизонтальной к вертикальной палочкам, будет гипотенузой, которую следует визировать на вершину дерева (рис.4б).
Определение высоты дерева по отметке его относительной высоты. На плоской палочке длиной до 30 см (можно использовать для этого обычную ученическую линейку) можно отграничить двумя линиями отрезок 20-25 см. Кроме того, нанести границу 0,1 длины отрезка. Отойти от дерева на расстояние, примерно равное его высоте, держа палочку (линейку) вертикально, отставить ее от глаза наблюдателя так, чтобы дерево по высоте точно вписалось в границы, отмеченные на палочке (рис. 5). При этом риска 0,1 должна быть в нижней части вертикально расположенной своеобразной шкалы. Далее замечается на дереве точка, которая получается визированием через риску 0,1. Задача отметки этой точки облегчится, если у мерщика будет помощник. Остается измерить высоту дерева от шейки корня до данной точки и полученную величину увеличить в 10 раз.
Рисунок 5. К определению высоты дерева по отметке 0,1 его относительной высоты
Объем ствола V растущего дерева можно вычислить по достаточно простым формулам:
где Д – диаметр на 1,3 м, см
где: Д – диаметр на 1,3 м, м,
Возрастной бурав (рис.6)позволяет взять керн у растущего дерева. Керн представляет образец древесины диаметром от 4,3 до 5,15 (иногда до 10) мм, по форме напоминающий круглый (без граней) карандаш. Буравы выпускаются длиной 10-50 см (с градацией 5см) и 60-80 см (с градацией 10 см). Состоит бурав из собственно бурава – трубки, на конце которой находится режущая головка, которая позволяет ввинчивать трубку в древесину; футляра- воротка, представляющего собой также пустотелую трубку, но большего диаметра. В собранном виде он выполняет роль футляра, а при бурении – рукоятки. В средней части футляра сбоку находится четырехгранное окно, в которое при бурении вставляется второй конец бурава. В комплект также входит желобковая лопаточка (экстрактор) для извлечения керна из полости бурава (см. рис.6).
 |  |
Рисунок 6. Возрастной бурав:
1 − бурав, 2 − футляр-вороток, 3 − экстрактор, 4 − защелка
Дата добавления: 2015-04-15 ; просмотров: 197 ; Нарушение авторских прав
Измерение длины и диаметра ствола срубленного дерева
Для получения объема ствола или какой-либо его части, необходимо найти длину и диаметр. Чтобы измерить длину срубленных деревьев и заготовленных из них сортиментов применяют метр, рулетку и мерные шесты. Мерные шесты обычно изготавливают из сухих тонких прямых стволиков. На шесты наносят деления через 10 см, отмечая метры и полуметры более заметными знаками.
Длину ствола срубленного дерева и отдельного его отрезка измеряют с точностью 0,1 м.Ошибки, допущенные при измерении длины, влияют на точность определения объема ствола.
При проведении измерений длины следует учитывать следующее:
1. Всякая ошибка в длине, выраженная в процентах, вызывает такую же ошибку в объеме с тем же знаком.
2. Короткие отрезки ствола нужно измерять с большей точностью, так как при одной и той же абсолютной величине ошибки относительная ошибка в объеме короткого отрезка больше.
Диаметр стволов срубленных деревьев измеряют мерной вилкой. Обычно диаметры измеряют на высоте груди человека, что соответствует 1,3 м от шейки корня до места измерения. Нельзя измерять диаметр в местах утолщений, на развилках. Допускаемая при этом ошибка влияет на точность определения объема. Если в месте измерений диаметра имеются такие утолщения, то необходимо измерить диаметр выше и ниже на одно и то же расстояние от этого места (за зоной влияния утолщения) и из двух измерений взять среднеарифметическое значение.
Для более точного определения диаметра его вычисляют следующими способами:
2. Определение диаметра по длине образующей поперечного среза (окружности). Для этого шнуром или рулеткой определяют длину образующей (окружности) через которую определяют диаметр.
Диаметр бревен и кряжей измеряют преимущественно в тонком конце (торце) мерной скобой или же складным метром. Мерная скоба представляет собой линейку прямоугольного сечения 40х10 мм и длиной до 80 см. На обеих сторонах линейки нанесены сантиметровые деления. Один конец скобы для удобства сделан в виде ручки, на другом конце укреплена металлическая пластинка с выступом примерно на 1 см. Этот выступ служит для фиксирования скобы на торце при обмере его диаметра (рис. 4).
Для измерения диаметров неокоренных бревен лучше пользоваться складным метром или линейкой.
Рис. Измерение диаметра дерева по двум направлениям
Рис. Мерная скоба и обмер ею диаметра бревна
При измерении диаметра ствола или его части (даже исправным инструментом) всегда допускаются случайные ошибки, которые приводят к ошибкам в определении объема.
При проведении измерений диаметра следует учитывать следующее:
1. Любая ошибка в диаметре, выраженная в процентах, вызывает двойную ошибку в объеме с тем же знаком.
2. Тонкие стволы или его отрезки нужно измерять с большей точностью, так как при одной и той же абсолютной величине ошибки относительная ошибка в диаметре и объеме тонкого ствола или отрезка будет большей.
Ошибки в измерении диаметров при вычислениях объемов оказывают большее влияние на погрешность результата, чем ошибки в измерении высоты. Для получения одинаковой точности в определении объема диаметры следует измерять в 2 раза точнее, чем высоты.
Таксационные инструменты и работ с ними
К измерительным приборам в таксации можно отнести различные мерные инструменты, которые позволяют прямо или косвенно измерить необходимые величины.
К вычислительным же таксационным пособиям относятся разного рода специальные таблицы и вычислительные графики, которые ускоряют вычислительную работу или же дают возможность путем несложных измерений определить искомую величину, уже вычисленную ранее в таблицах на основании более сложных измерений.
Из обычных измерительных приборов таксатор должен иметь при себе складной деревянный метр и тесьмяную 20-метровую рулетку в футляре. Кроме этого ему необходимо иметь: компас, лупу, шагомер, циркуль, масштабную линейку и набор канцелярских принадлежностей.
Из таксационных приборов для измерения разных таксационных элементов необходимо иметь: лесную мерную вилку для измерения диаметров стволов, высотомер для измерения высоты деревьев, возрастной бурав Пресслера, для определения возрастов деревьев.
Поперечное сечение ствола, дерева представляет фигуру, обычно близкую к кругу, поэтому ширина и толщина его определяются кратчайшей прямой между двумя параллельными касательными и кривой, ограничивающей сечение дерева (перпендикуляр между этими касательными).
Для определения толщины деревьев применяются мерные вилки.
Мерная вилка должна удовлетворять следующим условиям: а) угол между линейкой и неподвижной ножкой должен быть прямой; б) подвижная ножка должна легко и плавно двигаться по линейке; в) вилка должна обладать малым весом, быть портативной и прочной; г) подвижная ножка при защемлении ствола должна быть параллельна неподвижной ножке; д) длина ножек должна быть не менее половины толщины измеряемых деревьев; е) для удобства перевозки неподвижная ножка делается отъемной.
Наибольшим распространением в практике пользуется вилка типа, предложенного Яхимовичем (фиг. 10—2). По своей конструкции она проста, прочна и влияние набухания древесины в ней устранено.
Вилка состоит из трех частей: из мерной линейки длиной 50—60 см и двух коротких линеек, называемых ножками, длиной по 30—40 см каждая. Размеры линейки и ножек вполне достаточны для обмера стволов деревьев, встречающихся на торфяных месторождениях. К одному концу линейки под прямым углом к ней прикрепляется неподвижно одна из ножек при помощи винта. На мерной линейке в направлении от неподвижной ножки наносятся деления (в сантиметрах), в которых предполагается измерять диаметры стволов; они носят название — ступени толщины.
Шкала делений на мерной линейке бывает различной, в зависимости от того, с какой точностью предполагают с ней работать.
Другая — подвижная ножка имеет паз или прорезь, с помощью которой она движется вдоль линейки.
В условиях обмера деревьев на пробных площадках по торфяным месторождениям принята шкала делений на мерной линейке через 2 см до 16 см, свыше — шкала через 4 см.
При пользовании мерной вилкой необходимо, чтобы линейка прикасалась к стволу и была перпендикулярна к оси ствола.
Для измерения высот деревьев применяются специальные приборы, называемые высотомерами или гипсометрами.
При отсутствии высотомеров для измерения высот деревьев может быть использована мерная вилка, специально для этого приспособленная (фиг. 10—3).
В верхнем конце неподвижной ножки мерной вилки прикрепляется нить с отвесом. Против точки прикрепления отвеса, в месте соприкосновения обеих ножек друг к другу, на подвижной ножке наносится черта со знаком «0». От нуля на подвижной ножке наносится шкала делений в сантиметрах такая же, как и на мерной линейке. Деления наносятся в косом направлении для удобства производства отсчета при пересечении их шнуром отвеса.
Измерение высоты деревьев мерной вилкой производится в такой последовательности:
1) от дерева рулеткой отмеряют расстояние, примерно равное его высоте, в направлении, с которого хорошо видна вершина дерева;
2) отодвигают подвижную ножку мерной вилки в сторону вдоль линейки на столько сантиметров, сколько отмерено метров от дерева и закрепляют ее с помощью прижимного винта;
3) визируют на вершину дерева неподвижной ножкой мерной вилки (фиг. 10—4), при этом нить отвеса пересекает шкалу делений подвижной ножки и после некоторых колебаний,, принимает устойчивое и неподвижное положение; тогда нить осторожно и быстро прижимают к линейке и отмечают, на каком делении она остановилась.
Из подобия образовавшихся, согласно фиг. 10—4, треугольников ABO и CDE получаем:
Таким образом высота дерева равна DE, т. е. числу делений (см), отмеченному нитью отвеса, умноженному на АО/CD — отношение количества сантиметров в 1 м к 1 см. Таким образом, величина DE дает высоту дерева в метрах.
Так как DE определяет высоту дерева от вершины до глаз наблюдателя, то, чтобы получить полную высоту дерева, необходимо к величине DE прибавить рост наблюдателя до уровня: его глаз, т. е. прибавить 1,6 м (средний рост).
Кроме мерной вилки для измерения высоты стоящих деревьев употребляются приборы, называемые высотомерами, или гипсометрами.
Для практического использования может быть применен высотомер конструкции Макарова Н.И. (фиг. 10—5), называемый маятниковым. Он прост и надежен. Изготовляется заводским способом и широко используется в практике таксационных работ.
Высотомер имеет форму слегка измененного сектора круга, с радиусом в 8—10 см. Изготовляется из хромированной стали толщиной в 1,5 мм.
На некотором расстоянии от прямого угла, образуемого двумя краями сектора, вмонтирована ось, на которую надет маятниковый отвес. Ось маятника свободно проходит через круглое отверстие. С лицевой стороны она имеет головку, служащую для зажима маятника. С противоположной стороны сектора высотомера на конец оси маятника навинчивается гайка.
Для зажима маятника в положении, фиксирующем искомую высоту дерева, имеется специальное приспособление, расположенное на обратной стороне сектора высотомера и состоящее из втулки, внутри которой помещается ось маятника и небольшая спиральная пружина.
При нажиме на гайку маятник освобождается и принимает вертикальное положение.
Маятник с втулкой и прижимным приспособлением (фиксатором) показан отдельно в правой части фиг. 10—5.
По краю дуги сектора высотомера дана шкала высот, рассчитанная применительно к расстояниям от дерева. К удлиненной стороне сектора высотомера прикреплена визирная труба, конец которой, играющий роль главного диоптра, расширен в виде воронки.
Измерение высот может производиться при разных расстояниях от дерева до наблюдателя.
Высотомер имеет две шкалы: шкалу, расположенную сверху, нанесенную для дистанции от дерева до наблюдателя в 10 м, и нижнюю шкалу, построенную по тому же принципу, рассчитанную на дистанцию в 20 м.
При измерении высоты отмеряют от дерева 10, 20 или 30 м, высотомер берут в правую руку, при этом большой палец упирают а специальную выемку, расположенную ниже шкалы высотомера, а указательный палец в это время держат поверх визирной трубки.
Расширенной частью (воронкой). визирную трубку приставляют к глазу, и высотомер наводят на вершину дерева с таким расчетом, чтобы вершина дерева оказалась в центре круглого отверстия визирной трубки.
При визировании на вершину дерева плоскости сектора высотомера должны быть в вертикальном положении.
В тот момент, когда визирная трубка будет наведена на вершину дерева, указательным пальцем левой руки нажимают на кнопку прижимного приспособления (фиксатора) маятника. В результате этого маятник встанет в вертикальное положение и на шкале высот отсечет деление, определяющее в равнинной местности высоту дерева, уменьшенную на расстояние от земли до глаза наблюдателя. При таком устройстве высотомера отсчет высот на шкале можно производить и отняв высотомер от глаза.
В целях обеспечения большей точности в определении высот, визирование повторяется несколько раз.
Когда визирование на вершину дерева производится при расстоянии от него в 10 или 20 м, высота дерева, уменьшенная на расстояние от земли до глаза наблюдателя, находится непосредственно на соответствующей шкале высотомера. Если наблюдатель находится от дерева на расстоянии 30 м, то для определения высоты дерева необходимо отсчет по верхней шкале (для расстояний в 10 м) сложить с отсчетом по нижней шкале (для расстояния в 20 м) и к полученной сумме прибавить расстояние от земли до глаза наблюдателя.
Более точные результаты измерений получаются при обмере высот с дистанций, приближающихся к высоте измеряемого дерева.
Бурав Пресслера состоит из стального полого цилиндра с наружной винтовой нарезкой на одном конце (фиг. 10—6).
При работе на противоположный четырехгранный конец бурава надевается специальная ручка, которая также представляет собою полый цилиндр, но более широкий, и служащий по окончании работы футляром для самого бурава.
Третья составная часть бурава — это плоская зазубренная стальная иголка (шпилька), длиною во весь размер бурава, кончающаяся с одной стороны пластинчатым острием, а с другой — плоской головкой. Когда инструмент не в работе, игла эта вставляется внутрь бурава, а с ним вместе помещается в футляр и закрывается винтовой крышкой. Часто этой крышкой служит головка иголки.
При работе накладывают ручку на бурав и ввинчивают его в дерево по ходу часовой стрелки, держа под прямым углом к оси ствола.
По мере углубления столбик древесины, отделенный режущим его концом, свободно вдвигается внутрь цилиндра благодаря расширяющейся кверху полости этого цилиндра.
Когда бурав войдет на нужную глубину, в него вгоняют иглу, держа ее близко к стенке полости и зазубринами внутрь к древесному столбику. Если после этого повернуть бурав в обратную сторону, то цилиндрик оторвется от дерева, и с по мощью иголки его можно извлечь.
По столбику можно сосчитать, сколько содержится слоев во всей его длине, а также измерить эти слои за любое число лет масштабной линейкой, обыкновенно нанесенной на самой иголке.
Длинными буравами можно сверлить до сердцевины и, следовательно, определять возраст дерева на срезе.
Определение диаметра и высоты дерева
Рисунок А. Измерение диаметра дерева
Рисунок Б. Измерение высоты дерева высотомером и мерной вилкой.
В лесном хозяйстве используются и другие типы высотомеров. Часто встречается высотомер со шкалой, встроенной внутри визирной трубки. Отмерив 10 или 20 метров от дерева и наведя визирную трубку на его вершину, сразу можно внутри визирной трубим увидеть высоту дерева (до глаз наблюдателя).
Пример практической работы по определению высоты и диаметра.
Задание. Определение объема растущего дерева.
Цель. Научиться определять высоту и диаметр дерева, а также площадь поперечного сечения и объём ствола.
Оборудование. Высотомер, мерная вилка, приспособления для измерения высоты дерева, рулетка, рабочая тетрадь, справочник таксатора или лесничего.
1.Работа проводится во взрослом насаждении пришкольного участка или (при отсутствии такого насаждения) в окрестностях школы.
В нём подбирается дерево, объем которого необходимо определить.
2.В рабочей тетради опишите окружающую дерево обстановку.
3.Подготовьте мерную вилку к работе. При отсутствии на мерной вилке разметки для определения высоты их можно сделать самостоятельно:
а) найти на конце неподвижной стойки (5—8 см от конца) небольшое отверстие,
б) на подвижной ножке напротив отверстия провести черту с обозначением нуля,
в) нанести в обе стороны от нулевого штриха сантиметровые деления. С левой стороны от нуля штрихи наносятся с наклоном влево, а с правой стороны — с наклоном вправо.
г)закрепить нить с отвесом в отверстии неподвижной стойки.
4.Определите высоту дерева мерной вилкой и высотомером (технология описана в пособии)
5. С помощью мерной вилки измерьте диаметр ствола на высоте груди (не допускайте ошибок). При измерениях длины, диаметра допустимы погрешности в пределах ±10% при учете запасов леса на корню. Если погрешности превышают установленные нормы, то они считаются грубыми ошибками.
6. Вычислите площадь поперечного сечения по величине этого диаметра, используя формулу:
где g — площадь сечения, м 2 ; d — диаметр, м.
7.Вычислите объем ствола исследуемого вами дерева по формуле:
где h — высота (длина) ствола, м.