О выходЕ высококачественного фанерного сырья в зависимости от диаметра технической спелости БерЕзовых древостоев
Головнев В.Н. (ВГЛТА, г. Воронеж, РФ)
The results of research of influencing of timber taxations parameters on her quality indicators
Оптимизация рубок ухода за берёзовыми древостоями с помощью математических моделей и алгоритмов позволяет решать проблему повышения выхода стволовой древесины, а также ее безсучковой зоны приходящейся на 1 год лесовыращивания. Увеличение доли безсучковой древесины является целесообразным с точки зрения производства высококачественного лущеного шпона.
В ходе оптимизационного процесса с целью увеличения желаемых в нашем случае величин определены следующие целевые функции:
(1)
(2)
где Z, Z1 – объем стволовой и безсучковой древесины, соответственно приходящейся на 1 год лесовыращивания;
i – индекс рубки ухода i = 1, 2, 3…n;
n – сплошная рубка;
Vj – объем древесины в i – рубке;
– объем древесины
в i – рубке;
t – возраст древостоя при сплошной рубке.
Алгоритмы нахождения наибольших значений функции (1) подробно изложены в работах [1], поэтому в данной статье предлагается только возможный способ увеличения целевой функции (2).
При математическом анализе таблиц хода роста берёзовых древостоев (по Тюрину) [1], был разработан способ нахождения объема безсучковой зоны берёзовой древесины, при условии что технология и временные параметры рубок ухода полностью соблюдается.
(3)
В основе этого уравнения лежит формула образующей древесного ствола Петровского В.С.
Составляющие этого уравнения (3) приводятся ниже.
Диаметр на половине высоты ствола:
,м
(4)
Диаметр на высоте груди
, м
(5)
Таблица 1 - Коэффициенты для экспоненциального уравнения (3) по бонитетам
|
Бонитет |
A |
B |
|
Ia |
0.287698 |
0.113608 |
|
I |
0.233274 |
0.124091 |
|
II |
0.420933 |
0.128695 |
|
III |
0.631062 |
0.132006 |
|
IV |
0.787047 |
0.139587 |
|
V |
0.847839 |
0.148541 |
Зависимость средней высоты берёзового древостоя от возраста
(6)
Н – средняя высота берёзового древостоя, м;
t – возраст древостоя.
Таблица 2 - Коэффициенты для полинома (1) по бонитетам
|
Бонитет |
A0 |
A1 |
A2 |
A3 |
A4 |
|
Ia |
-1.7 |
0.897624 |
-0.010384 |
0.000065 |
1.777389E-7 |
|
I |
-1.2 |
0.774355 |
-0.008696 |
0.000055 |
-1.573427E-7 |
|
II |
-1.825 |
0.704206 |
-0.007702 |
0.000046 |
-1.209207E-7 |
|
III |
-2.158333 |
0.618831 |
-0.006949 |
0.000044 |
-1.29662E-7 |
|
IV |
-1.616667 |
0.885484 |
-0.009867 |
0.000057 |
-1.340326E-7 |
Для 1а бонитета t = 10…100; 1 и 2 бонитетов t = 20…100; 2. 3 и 4 бонитетов t = 20…90.
Коэффициент k равен отношению 
(высота до первого живого сучка) к
средней высоте ствола H.
Высота до первого живого сучка рассчитывается по формуле
(7)
Данная зависимость найдена по данным, представленным в работе [3].
Используя полностью определенную функцию (3) находим объём безсучковой зоны древесины как объём усеченного конуса:
Все величины входящие в уравнения (3) полностью описаны выше. Зная объем безсучковой древесины полученной от всех рубок ухода легко найти величину Z1. Считая за критерий оптимальности максимальную величину выхода безсучковой древесины за 1 год лесовыращивания по способу описанному в работе (1) были построены зависимости:
Данные рассчитаны с условием, что интервалы времени между рубками с точки зрения лесосечных работ оптимальны и проценты вырубаемой древесины для всех видов рубок ухода, в том числе и сплошной рубки, выбраны таким образом, чтобы процент выхода безсучковой древесины с 1 га на 1 год лесовыращивания был максимально возможен.
Литература
1. Черепухин Сергей Александрович. САПР режимов и технологий рубок ухода за лесом как объектов оптимального управления лесовырашиванием// Дисс. на соиск. Уч. Ст. канд. Техн. Наук. – Воронеж: ВГЛТА, 1998. – 190 с.
2. Тюрин А.В., Науменко И.М., Воропанов П.В., Лесная вспомогательная книжка, 1956.
3. Состояние берёзовых насаждений лесостепи ЦЧО, их улучшение и ведение хозяйства в них: Отчёт о НИР за 1969-1970 г. – Воронеж: ВЛТИ, 1970. 311 с.