伐区木材生产工艺与技术精选全文完整版

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– 林地上已长出的幼苗易受日灼和霜冻; – 迹地上的杂草、灌木易于生长,给整地、植苗和幼苗抚育带
来困难; – 失去水源涵养作用; – 在地下水位较高,土壤含水量较大的平缓地带,易造成水分
滞留而引起沼泽化。
渐伐
z 把成、过熟的森林分几次采伐完毕,称为渐伐。 z 分几次采完,就叫几次渐伐。
– 二次渐伐 – 三次渐伐 – 四次渐伐
集材费用与林道修建费之和F为
F
=
FJ
+
FD
=
C
S 4
+
104 SV
马秋思理论的最佳林道间距公式 S = 200 R
VC
林道网密度d为
d
=
n ⋅ B ⋅104
104 =

A⋅B S
= 104
= 50
VC
A⋅B
A⋅B S
R
对马秋思基本公式的修正
z 加藤公式——由于集材道和运材道展线对马秋思基本公 式的修正
森林采伐的概念和种类
z 概念
– 以森林植物群落为对象, – 将生长着的林木部分或全部伐倒, – 并视情况将其全部或部分归集到运材道路旁边再装上运材车辆, – 并将枝丫采取归堆、截短平铺等措施,加速其腐烂分解的一系列
作业过程
z 根据作业目的和作业对象的不同,森林采伐可分为
– 主伐 – 抚育采伐 – 更新采伐
横跨小溪时的选线
z 干、支线跨越河谷时,只考虑线路本身,很少涉及 到资源分布。
z 岔线要同时考虑线路和资源两个方面
– 不设曲线,直接跨过去 – 线路拐向上游,再行跨越小溪。
陡峻山区运材岔线的选设
z 陡峻山区的特点:高差大,沟谷窄且纵向落差大,地 形破碎;土层薄;有时会有滑坡、崩塌、岩堆、泥石 流等。
几种典型情况的选线问题
z 坡面较宽面积较大的坡面上选线 z 沟谷较窄时的选线 z 沟谷较宽时的选线 z 山顶宽阔平坦、出材量大时的选线 z 横跨小溪时的选线
在坡面较宽面积较大的坡面上选线
坡面较宽面积较大的坡面,一般坡度也较缓,林 木生长较好,往往是木材比较集中的地方。在这样的 坡面上选线,线路应大致平行于等高度,视坡长的大 小和出材量的多少,可以选设几条岔线。
离; z 只在岔线修建费少的一侧布设岔线; z 在出材量多或岔线修建费少的一侧布设常年岔线,另一
侧修建冻板道; z 在出材量多或岔线修建费少得一侧先布设岔线,另一侧
先选楞场,然后再从岔线引出分支到楞场。
山顶宽阔平坦、出材量大时的选线
这种情况,往往山顶和沟谷之间,被一个坡度较大的 坡面所隔。有以下几种方案: z 利用沟谷末端或山咀的缓坡地段进行展线、将伐区引伸 到山顶; z 利用展线方法将集材主道引伸到山顶; z 改拖拉机集材为索道集材; z 山顶平坦部分用拖拉机或畜力集材,陡坡段用索道或滑 道接运。
成严重破坏。
z 最适宜于林木经济较小,并且比较一致的人工林和次生林 的皆伐作业,对于某些低价林改造,也可适用。
伐区生产工艺类型的选择
z 伐区生产成本和效益影 z 森林生态和森林更新 z 森林本身 z 主伐方式 z 集运材设备等。
伐区路系统
z 林道网密度及其理论体系 z 马秋思林道网理论 z 伐区林道网的经济效益指标 z 伐区林道网的布设
这就是考虑展线以后的加藤最佳林道间距和最佳林道网密度公式。
d = 50 VC(1+η1)(1+η2)
R
塞格巴登公式
设ω 为运材道的总修正系数,可取1.0~2.0;T为集材道的总修正系数,
可取1.0~1.5,将集材变动费用C用下式表示: C = c ⋅ t q
将林道修建费改用km为长度单位,即 R = r 1000
益影响也更为重要。 z 岔线的选线比较方案比干、支线多。 z 有充裕的时间来考虑比较方案。 z 岔线的末端和楞场的下方,都有设置回头曲线,以便空
车转向。
低山丘陵林区的选线
z 森林资源多分布在山坡和山顶以及沟谷的末端;
– 为缩短集材距离,并使道路有较好的地质条件,道路应选设在 山坡;
– 为使道路有较好的平顺性则应设于沟谷; – 综合以上条件,应设在山坡和沟谷的相交处-坡脚 。
第三章 伐区木材生产工艺与技术
第三章 伐区木材生产工艺与技术
第一节 森林采伐 第二节 伐区木材生产系统 第三节 伐区工程设计与伐区工艺设计 第四节 伐木、打枝与造材 第五节 集材 第六节 伐区装车与归楞 第七节 伐区清理与剩余物利用
第一节 森林采伐
z 森林采伐的概念和种类 z 对伐区生产作业总体的要求 z 主伐方式
z 沿溪谷布设 z 沿山脊布设 z 沿山坡布设
第三节 伐区工程设计与伐区工艺设计
z 伐区工程设计 z 伐区工艺设计 z 伐区生产设计成果
伐区工程设计
z 伐区工程包括生产用工程和辅助生产用工程。 z 生产用工程有运材岔线、楞场和集材道等。 z 辅助生产用工程有房舍、机库、油库等。
z 运材岔线的选设 z 楞场的选设 z 集材道的测设
z 在计算时只计算集材作业费和道路修建费。
– 马秋思理论的基本公式 – 对马秋思基本公式的修正
马秋思理论的基本公式
设在长宽分别为A、B的平坦林地上,林木分布均匀。在林地上等间距设
置运材道,则有:
FD
=
R ⋅ n ⋅ B ⋅10 4 V ⋅A⋅B
=
R ⋅ A ⋅ B ⋅10 4 S V ⋅A⋅B
=
10 4 SV
代入马秋思理论的最佳林道间距公式和马秋思理论的最佳林道网密度公
式,得:
S=
40rq
VctωT
即为塞格巴登的最佳林道间距和最佳林道密度公式 d = VctωT
rq
伐区林道网的经济效益指标
z 几何平均集材距离 z 开发指数 z 林道有效系数
几何平均集材距离
z 几何平均集材距离是伐区内每根木材沿直线集到集材终点所做功 之总和除以所集木材的总出材量得到的直线距离。
伐区生产工艺类型的选择
z 产品形态
– 伐倒木 – 原条 – 原木。
z 按集材时在产品的形态,把伐区生产分为3个工艺类 型: – 原木工艺类型: 可以用于任何主伐方式和集材方式。 – 原条工艺类型 – 伐倒木工艺类型
原条工艺类型
z 优点
– 把造材作业挪到贮木场或山上楞场,改善了造材作业的生产 条件,有利于原条出材率和造材质量的提高。
林道网密度及其理论体系
z 林道网密度,是林道的数量指标,定义为单位面积林 地上所具有的林道总长度。
z 国外解决林道网密度的理论主要有三大理论体系:
– 中欧林道网密度理论。 – 极限林道网密度理论。 – 马秋思林道网密度理论。
马秋思林道网理论
z 马秋思理论是求算在采运作业中,集材费和运材费这两 项占采运成本最大份额的费用项目之和为最小时,对应 的林道网密度和林道间距的。
z 楞场的测量 – 可以用罗盘仪进行,并利用运材岔线的里程桩来标明位置。
集材道的测设
z 集材道测设的原则 z 集材道的技术标准 z 集材道的几种主要形式 z 集材道的测设 z 集材道可以用罗盘仪导线测量、用测绳量距来完成。
z 几何平均集材距离的计算,分以下两种情况:
z z
集材终点是林道
双向集材 Eg
=
S 4
单向集材
Eg
=
S 2
z 集材终点是装车场
Eg
=
1 2
⎡ ⎢ ⎢⎣
⎜⎛ S ⎟⎞2 + ⎜⎛ S ⎟⎞2 + ⎝ 3 ⎠ ⎝12 ⎠
⎜⎛
S
⎟⎞2
+
⎜⎛
S
⎟⎞2
⎤ ⎥
=
0.298S
⎝ 6 ⎠ ⎝ 6 ⎠ ⎥⎦
z 在相同的情况下,集材终点是装车场时比集材终点是林道时,林
沟谷较窄时的选线
沟谷较窄时,一般谷两面的山坡比较陡。 如果坡面较大而木材资源又较多,则可用上述方法在 每个坡面上都布设几条岔线; 如坡长较短或木材资源较少,则只能沿沟谷布设一条 岔线,根据岔线修建费和方便集材及装车,决定岔线 在沟谷的哪一侧。
沟谷较宽时的选线
z 两侧各设一条岔线; z 只在出材量多的一侧面设岔线,另一侧增加集材道距
主伐方式
z 主伐方式的概念
– 为收获木材和达到森林永续利用而对成熟林分进行 伐去老林、培育新林的采伐作业。
z 种类
– 皆伐 – 渐伐 – 择伐
皆伐
z 把拟作业林地上的林木一次全部伐掉,称为皆伐。皆 伐适用于单层同龄林。
z 由于皆伐将林木全部伐掉,在伐区范围内,森林的生 态效益已大大降低,森林环境改变比较剧烈。如不及 时更新造林,则会:
z 我国目前只采用二次渐伐。
择伐
z 在林地内对林木进行有选择性的伐去老龄过熟的林 木,称为择伐。择伐适用于复层异龄林。
z 在三种主伐方式中,择伐对森林生态的影响最小。 z 总之,从有利于森林生态的角度看,三种主伐方式的
排列应当首先是择伐,然后是渐伐,最后是皆伐。
第二节 伐区木材生产系统
z 伐区木材生产系统的构成 z 伐区生产工艺类型的选择 z 伐区路系统
道网的效能低。
开发指数
开发指数是林道网的一项经济性指标,它是衡量一定密度和设置方式
林道网的使用效能。
Ke
=
d ⋅ Eg 2500
式中: Ke-林道开发指数; d-林道网密度,m/hm2; Eg-几何平均集材距离,m。
总之,林道网效能愈高,几何平均集材距离愈小,开发指数也就越 小。
林道有效系数
为了更确切地反映出林道网的使用效能,必须加以修正,这就是
材岔线。 z 沿溪线在选择岔线时,要注意资源的分布。
楞场的选设
z 楞场选设的原则 z 楞场位置的确定。 z 场地平坦、干燥、宽敞、土质坚实。 z 避开幼树群。 z 设在岔线横向坡度的上坡。 z 尽量设在运材道的直线段上。

z 楞场面积
– 楞场的面积取决于木材贮存量、集材方向、装车设备等因素。
– 低产林改造。
对伐区生产作业总体的要求
z 经济方面
– 伐区生产的目标是使企业的经济效益最高,也就是使企业获取 最高的利润。
z 森林更新方面
– 森林更新对伐区生产的要求是,在伐区生产以后,尽快实现更 新,并降低更新成本。
z 森林生态方面
– 对伐区作业的要求是把森林采伐对森林生态系统的不利影响降 低到最低,如有可能还应增加对森林生态的有益影响。
用林道有效系数来衡量林道的效能。
将式(3-12)变形得
Eg
=
2500 K e d
由于林道弯曲及集材道迂回,故实际集材距离应按下式修正
a = 2500Keμ1μ2
E
=
Eg μ1μ2
=
2500 K e μ1μ 2
d
令E= a d
则 在理想模式(即a=2500)情况下,
E = 2500 d
伐区林道网的布设
伐区木材生产系统的构成
z 伐区生产系统的输入
– 自然条件 – 森林状况 – 市场情况
z 伐区生产系统的处理
– 伐区生产本身,就是伐区生产系统的处理。
z 伐区生产的输出和反馈
伐区生产的输出和反馈
z 实物输出:是各种等级的木材和木材初级产品。 z 随实物输出而得到的经济效益,其中一部分作为企业扩
大再生产的基础;另一部分反馈到森林经营中去,通过 森林经营,作用到下一轮伐区所生产的森林状况中去。 z 森林更新效果:反馈到森林经营和下一轮伐区生产的森 林状况中。 z 森林生态效益:反馈到森林经营和下一代森林状况之 中,同时也反馈到下一森林经营期的森林小气候、林地 土壤和水文之中。
z 塞格巴登公式——综合考虑林道影响及用另一种方式计
算集材费用对马秋思基本公式的修正。
z 单面集材的影响
加藤公式
展线系数的概念用下式表示
η = L − L0
L0
展线后的集材距离为
(1
+
η1
)
S 4

运材道展线后的长度为(1
+
η2
)
A,重新推导,得:
S
S = 200
R
VC (1 + η1 )(1 + η2 )
z 岔线的选设
z 运材岔线的选设与集材方式,装车方式的配合更为密切。 z 对于可能发生滑坡、崩塌、岩堆、泥石流等,要在充分考虑和调
查的基础上定线。 z 对于资源密集的山坡,以“之”字形展线的方式,延伸岔线。 z 对于高山上部的资源,利用沟谷、山咀或“之”字形展线的方式,
或利用架空索道集运。 z 伐区运材岔线直接和水运连接的,要首先选择推河楞场再选设运
运材岔线的选设
z 运材岔线及其选线的特点 z 低山丘陵林区的选线 z 几种典型情况的选线问题 z 陡峻山区运材岔线的选设
运材岔线及其选线的特点
z 运量低,使用时间短,因而技术标准也低。 z 直达伐区或深入伐区腹部,地形复杂,坡度大,因而选
线比较困难。 z 岔线与森林资源的关系更为密切,对伐区生产的经济效
z 劳动生产率在3种类型种为最高 z 用于皆伐是最合适的
伐倒木工艺类型
z 优点
– 能够提高木材利用率 – 有利于造林前整地; – 对天然落下的树籽的萌发和减少病虫、火灾的蔓延有利。
z 缺点
– 影响土壤肥力的恢复
z 限制条件
– 必须有大型的集材设备; – 必须对树枝有加工利用能力,还必须有销路; – 在择伐或渐伐伐区会严重影响集材效率,并对保留木和幼苗树造
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