Способ определения количества лесных материалов, плывущих по реке

 

Использование: в лесной промышленности на лесосплаве. Сущность: на реке выбирается расчетный участок и расчетный створ; в расчетном створе проводят учет бревен через интервалы времени. Математическим путем определяют среднее число бревен на створ. Расчетный створ на расчетном участке реки должен быть ориентирован так, чтобы поперечное сечение потока по линии створа было расположено нормально к среднему направлению течения. 2 табл.

Изобретение относится к лесной промышленности и может быть использовано на лесосплаве.

Известен способ определения количества лесных материалов, проплывающих через створ, заключающийся в том, что на реке выбирают расчетный створ и определяют математическим путем количество лесных материалов, проходящих через створ в единицу времени.

Недостаток этого способа заключается в неточности оценки и ограниченных возможностях. Этот способ используется для предварительных расчетов максимальной лесопропускной способности реки для заданного процента обеспеченности гидрологических характеристик створа. Известный способ не может быть использован для оценки фактического количества лесных материалов, проходящих через расчетный створ в единицу времени.

Цель изобретения повышение точности метода и расширение технологических возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в расчетном створе производят выборки плывущих лесных материалов через интервалы времени t_ин ≥ l_б/(K ˙ V_пов), при этом учитывают бревна, пересекшие створ, а количество лесных материалов, проходящих через створ в единицу времени, определяют соотношением (K·v_пов) где количество лесных материалов, проплывающих через расчетный створ в единицу времени, шт/с; среднее количество плывущих бревен, пересекших линию створа в момент учета, шт/створ; l_б средняя длина бревна в сплаве, м; V_пов поверхностная скорость течения реки, м/с; K коэффициент перехода от средней скорости течения реки к средней скорости движения лесных материалов; K=0,7-0,8 для равнинных рек; K=0,5-0,6 для полугорных и горных рек; K_б коэффициент, который учитывает ориентацию бревен в скоплениях, K_б= 1,10-1,15.

Суть способа заключается в том, что на реке, где определяется количество плывущих лесных материалов, выбирается расчетный участок и расчетный створ.

В расчетном створе проводят учет бревен через интервалы времени t_ин≥ l_б/(K ˙ V_пов). Число измерений на створе в первом приближении устанавливают в зависимости от расчетного объема пуска леса в сплав и требуемого показателя точности оценки P, при доверительной вероятности 95% по формуле n
(1) где n число измерений на створе, шт;
P показатель точности,
t показатель достоверности, для 95% вероятности результата, равный 1,96;
σ среднее квадратическое отклонение,
M среднее число бревен на один створ, шт.

Среднее число бревен М на створ определяют по зависимости
M= p ˙N, (2) где p вероятность пересечения линии створа бревном в момент учета;
N расчетное количество бревен в сплаве на расчетном участке реки, шт.

p
(3) где l_б средняя длина бревна в сплаве, м;
L длина расчетного участка реки, м.

σ
(4)
Расчетный створ на расчетном участке реки должен быть ориентирован так, чтобы поперечное сечение потока по линии створа было расположено нормально к среднему направлению течения. Этому условия удовлетворяет створ, разбитый на глаз перпендикулярно общему направлению реки, ориентируясь на направления берегов.

Створ оборудуют створными знаками, которые устанавливают на обоих берегах реки по линии створа. Форма и размеры створных знаков зависят от ширины реки. При ширине до 300 м створные знаки могут иметь вид шестов с флагом из цветной материи, а при большей ширине вид щитов из легких досок, фанеры или материи, укрепленных на шестах высотой 3-5 м, диаметром 5-7 см.

Учет бревен производят с одного берега. На берегу по линии створа организуют станцию учета. С этой точки должен хорошо просматриваться участок реки в пределах створа. Если берег низкий и визуальный просмотр реки в пределах створа затруднительный, то устанавливается смотровая вышка.

Учет бревен производится с берега или вышки. Основная трудность учета заключается в том, что невозможно визуально определить одновременно все бревна, пересекшие линию створа. Чтобы избежать эти трудности, визуальный учет производят, равномерно перемещая взгляд по линии створа от одного берега к другому. Такой способ просмотра и учета приводит к отклонению линии створа из-за движения лесоматериалов под некоторым углом, который будет зависеть от скорости перемещения взгляда по линии створа. Это не вносит какого-либо искажения в результат. Важно, чтобы при этом перемещение взгляда по линии створа было равномерным. Опыт практической работы показал, что на равнинных малых и средних реках учет может проводиться визуально без применения специальных измерительных средств.

На больших реках можно рекомендовать геодезические инструменты, например, теодолит.

Оценка правильности выбора числа измерений на створе производится по данным учета.

Для этого рассчитывают среднее число бревен на створ

(5) где m_i m_i суммарное количество топляков по всем измерениям на створе, шт.

Среднее квадратическое отклонение

(6)
По формуле (1) уточняют необходимое число измерений. Для ускорения расчетов можно формулу (1) табулировать, а вычисления по формулам (5) и (6) делать на калькуляторе.

Количество бревен, проходящих через расчетный створ в единицу времени, определяют по формуле
(K·v_пов)
(7)
П р и м е р. Пусть предварительно число бревен на расчетном участке реки в 1 км оценивается в количестве 4000 шт. Средняя длина бревен в сплаве l_б=5 м, скорость течения реки V_пов=0,3 м/с, K=0,7; K_б=1,1. Тогда М=4000 20 шт/створ.

σ 4,46
n 4,78 ≃ 5 измерений
В результате промеров по 5 створам получены следующие данные, приведенные в табл. 1.

Необходимое число измерений равно
n 11,69 ≃ 12 измерений
Необходимо провести еще 7 измерений на створе (табл. 2.).

Уточняем число измерений
n 7,65 ≃ 8 измерений
На этом участке число измерений заканчиваем.

Оценка количества лесных материалов через расчетный створ реки в единицу времени определяем по формуле (7):
N (0,7·0,3) 0,984 шт/с при среднем объеме бревна g_ср=0,2 м³ объем проплывающих лесных материалов будет равен
q_ср= 0,984·0,2 0,1968 м³/с или в час
3600 0,1968·3600 708,48 м³/ч
Объем леса на расчетном участке 1 км будет равен:
= ·1000 937,14 м³
Все оценки получены для показателя точности p=20% и доверительной вероятности 95%

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ЛЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПЛЫВУЩИХ ПО РЕКЕ, заключающийся в том, что на реке выбирают створ и определяют количество лесных материалов, проходящих через створ в единицу времени, отличающийся тем, что в створе производят выборку плывущих лесных материалов через интервалы времени

при этом учитывают бревна, пересекшие створ в процессе выборки, а количество лесных материалов, проходящих через створ в единицу времени, определяют соотношением

где количество лесных материалов, проплывающих через створ в единицу времени, шт./с;
среднее количество плывущих бревен, пересекших линию створа в момент учета, шт./ створ;
l_б средняя длина бревна в сплаве, м;
v_пов поверхностная скорость течения реки, м/с;
K коэффициент перехода от средней скорости течения реки к средней скорости движения лесных материалов; K 0,7 0,8 для равнинных рек; K 0,5 0,6 для полугорных и горных рек; K_б коэффициент, который учитывает ориентацию бревен в скоплениях; K_б 1,10 1,15.

РИСУНКИ

Рисунок 1