Курсовая работа: Лесозаготовка: воздействие на окружающую природную среду отходов древесины

Федеральное агентство по образованию РФ

Пермский государственный технический университет

Кафедра охраны окружающей среды

Курсовая работа

«Лесозаготовка: воздействие на окружающую природную среду отходов древесины»

Выполнила: студентка

Группы ООС – 06 АДФ

Краснова А.Ю

Проверил: д.т.н

Карманов В.В

2010 г.

Содержание

Введение

Раздел 1: Актуальность

1.1  Масштаб влияния на окружающую среду на здоровье человека и прочее

1.2  Существования опыта решения проблемы

1.3  Возможность извлечения какого-то вторичного ресурса

Раздел 2: Описание всех существующих способов решения проблемы (экологический, экономический, технологический)

Раздел 3: Выбор наиболее эффективной технологии (способа)

Раздел 4: Описание выбранного способа или технологии

Раздел 5: Описание экономических показателей

Выводы

Список используемой литературы

Приложение

Введение

Лес – один из важнейших видов природных богатств, имеет огромное значение в общественном производстве и в жизни человека. Он важнейший фактор в экологическом равновесии биосферы, крупнейший накопитель солнечной энергии и биологической массы, один из источников кислорода на земле.

Лес – это здоровье и отдых людей, источник разнообразного ценнейшего сырья.

Лес покрывает около 30% суши и имеется на всех континентах (кроме Антарктиды, «пустынь» Арктики).

Главный продукт леса, древесины – универсальный природный материал, широко применяющийся почти во всех странах. Лес нуждается в постоянном обновлении. Рубки слепых и перестойных насаждений обновляют и омолаживают лес, расчищают путь новым поколениям лесной поросли.

Социально-экономическая ситуация России требует повышения эффективности производства, более рационального использования материальных и технических средств, природных ресурсов. Повышение эффективности лесозаготовительных работ возможно при внедрении малоотходных технологий, рационального использования древесины, дальнейшей механизации трудоемких лесозаготовительных работ. Выполнение этих задач возможно лишь при правильной организации лесозаготовительных работ.

Правовые основы рационального использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов, повышение их экономического и ресурсного потенциала установлены Лесным кодексом РФ принятым Государственной думой в январе 1997 года.

Лесной фонд – это леса за исключением лесов, расположенных на землях обороны и землях населенных пунктов (населений), а также земли лесного фонда не покрытые растительностью. Участниками лесных отношений являются субъекты Российская Федерация, субъекты РФ, муниципальные образования, граждане и юридические лица, осуществляющие ведение лесного хозяйства и использование лесного фонда.

Средняя лесистость России составляет примерно 45%. Размещение лесов на территории неравномерно. В лесах России осуществляют заготовку древесины, живицы, побочные лесные пользования, а также пользования леса в культурно оздоровительных и других целях. Важнейшая часть пользования лесными ресурсами – лесоэксплуатация – основной вид деятельности лесопромышленного предприятия, занимающего заготовкой и частичной или полной переработкой древесного сырья.

Лесопользователями могут быть государственные, кооперативные и общественные предприятия, организации и учреждения, а также граждане СССР. Любые виды лесопользования (кроме пребывания граждан в лесах, в том числе для сбора грибов, ягод и др.) допускаются только по специальному разрешению — лесорубочному билету (ордеру) или лесному билету.

Порядок заготовки древесины устанавливается Правилами отпуска древесины на корню в лесах СССР, утвержденными Советом Министров СССР, а также Правилами рубок, которые утверждаются Гослесхозом СССР.

Для планомерной и длительной промышленной эксплуатации лесов за лесозаготовительными предприятиями в лесах третьей и второй групп закрепляются на экономически обоснованный срок запасы древесины на корню на определенной площади (лесосырьевые базы), а также лесосечный фонд долгосрочного пользования.

Древесина па корню в лесах отпускается за плату по установленным таксам. Побочные лесные пользования осуществляются бесплатно.

Лесопользователи имеют право и обязаны осуществлять только те лесные пользования, которые им разрешены. Лесопользователи имеют право в установленном порядке прокладывать дороги, строить склады и возводить производственные и хозяйственные постройки. Они обязаны наиболее полно и рационально использовать переданные им лесосеки, не оставлять недорубов, т. е. начатых рубкой лесосек, а также заготовленной древесины, вести работы способами, не допускающими эрозию почв, исключающими или ограничивающими отрицательное воздействие на состояние и воспроизводство лесов, соблюдать пожарную безопасность и выполнять другие требования, установленные правилами.

Раздел 1: Актуальность

Многолетние и разносторонние исследования и огромный производственный опыт подтвердили высказанную известными учеными (Ж. Б. Ламарком, В. И. Вернадским, К. А. Тимирязевым, В. Н. Сукачевым и др.) гипотезу о роли живого вещества, совокупности всех живых организмов (растений, животных, бактерий, грибов, водорослей) в формировании биосферы и взаимовлияния всех экологических систем. Выявлена также главная роль в этом процессе растительного мира как накопителя кислорода, синтезирующего с другими элементами среду зарождения и развития живых существ, включая их высшую форму — человека. Подтверждена и доказана особо важная роль зеленого мира, в том числе лесной растительности в формировании естественной среды, в создании благоприятных для человека экологических условий. Положительная роль леса в проблеме охраны окружающей человека природной среды в глобальном масштабе особо подчеркнута Европейской экономической комиссией — одной из первых международных организаций, рассмотревшей вопросы охраны природы на семинаре в 1971 г. (ЧССР). От деятельности зеленого покрова зависят эволюция и прогресс жизни. Зеленые растения, вовлекал в кругооборот биосферы солнечную энергию, новообразуют ее в сложных органических соединениях. Из неорганических веществ (воды, минеральных солей, углекислого газа) они образуют органические вещества. Удивительный процесс фотосинтеза— главное условие существования жизни на Земле.

Основной компонент окружающей среды, наиболее распространенный элемент природного ландшафта — лес представляет собой сложную экологическую систему и в то же время оказывает мощное воздействие на биологические, физико-механические, климатические; социально-демографические и многие другие процессы и явления, протекающие за его пределами. Для более полного использования полезных свойств лесной среды, приобретающих в современных условиях все большее значение, в ряде промышленно развитых стран, в том числе и в странах — членах СЭВ, в число многообразных функций лесного хозяйства включены охрана почв, вод, регулирование резких перепадов климата, оздоровление воздушного бассейна, обогащение животного и растительного мира, улучшение ландшафтов и пр.

Непосредственное участие зеленого мира в процессе возникновения и эволюции биосферы, его стабилизирующее влияние на сохранение устойчивого баланса между всеми другими экологическими системами, огромная биопродуктивность и способность к самовосстановлению, а также другие свойства позволяют считать его объектом для концептуальной отработки системы и методологии комплексной охраны природы.

Свойства леса как фактора окружающей среды оказывают огромное влияние на поддержание устойчивости сбалансированного взаимодействия и взаимосвязи элементов природы. По устойчивости и приспособленности к изменениям внешних условий леса превосходят все другие экосистемы суши. Исключительно важную роль в стабилизации сбалансированного взаимодействия основных экологических систем биосферы играют водоохранная и водорегулирующая функции лесных насаждений, их климаторегулирующая, почвозащитная, противоабразивная роль, санитарно-гигиенические и другие полезные их свойства.

Лес представляет собой огромный самовоспроизводящийся источник органического сырья, незаменимого в материальном производстве и не имеющего пределов в разнообразии и количестве получаемых из древесного сырья изделий, находящих применение во всех областях народного хозяйства. Лесные биогеоценозы располагают, кроме того, огромным количеством пищевого, лекарственного и технического сырья, одним из поставщиков которого является и животный мир. По своей биопродуктивности лесная растительность стоит в первых рядах экологических систем биосферы, занимая в нашей стране огромную территорию (около 56% всей территории страны). Лес как преобладающий физико-географический ландшафт влияет на все процессы и явления, происходящие в биосфере.

Велика роль лесов в очищении атмосферного воздуха городов, индустриальных и других центров от примесей различных газов. Исследованиями ученых установлено, что лесные насаждения обладают довольно высокой газоочищающей и газопоглотительной способностью, которая зависит от целого ряда элементов леса, слагающих его лесоводственную и экологическую структуру (от состава и полноты насаждений, формы и высоты, подроста, подлеска и др.). Наиболее эффективно очищают воздух от неблагоприятных газообразных примесей лиственные насаждения, затем хвойно-лиственные и, наконец, хвойные. Березово-осиновая зона шириной 3 км уменьшает концентрацию сернистого газа в 2 раза. Среднеполнотные насаждения обладают наибольшей эффективностью по сравнению с высокополнотными, наименее эффективны низкополнотные насаждения; 1 га лесных насаждений способен без заметного вреда для себя поглотить из воздуха 400 кг сернистого газа, 100 кг хлоридов и 20—25 кг фторидов. Потенциальная возможная -поглотительная способность смеси фитотоксичных газов в лесостепной зоне по сравнению с лесной выше в 1,5—2 раза и составляет 700—1000 кг/га.

Листья акации белой общей массой 1 кг. (в расчете на сухое вещество) за вегетационный период накапливают сернистого газа 69 кг, вяза обыкновенного—39, лоха узколистного — 87, тополя черного—157 кг. Отдельные деревья ивы, тополя и ясеня способны поглотить за вегетационный период 200 — 250 г хлора, а кустарники — 100 — 150 г. В ходе экспериментов было установлено, что наибольшее количество свинца накапливалось листьями каштана конского (600—800 мг/кг сухого вещества), клена остролистного (304), тополя пирамидального (162), липы крупнолистной (80) и бирючины (270); с удалением от автомагистрали на 10 20 м содержание свинца в листьях резко падало; 1 м2 листвы ивы белой поглощает из воздуха серы в 4,5 раза больше по сравнению с акацией белой, а 1 м2 лоха узколистного в. 2 — 3 раза по сравнению со смородиной золотой. Одно дерево, имеющее 10 кг, а кустарник —3 кг листьев (в пересчете на сухую-массу), накапливают за период с мая по сентябрь следующее количество углекислого газа: тополь бальзамический— до 180 г, ясень ланцетный — 170, вяз гладкий — 120, липа сердцелистная — 100, береза пушистая — 90, клен ясенелистный — 30, клен остролистный — 20, сирень обыкновенная — 20, карагана древовидная — 18, жимолость татарская — 17, барбарис обыкновенный — 12, роза морщинистая — 8 и чубушник венечный 6 г.

Установлено, что многие растения могут усваивать из атмосферы алканы и ароматические углеводороды, карбонильные соединения, эфиры и эфирные масла. Имеются сведения о поглощении растениями фенолов. Большой фенолаккумулирующей способностью обладают шелковица белая, бузина красная, бирючина обыкновенная, сирень обыкновенная. Особенно замечательна способность леса извлекать из воздуха радиоактивные вещества. Зеленые насаждения на 25% и более уменьшают содержание в воздухе радиоактивных веществ.

Фильтрующая способность леса оказалась действенной и по отношению к распыленному в воздухе радиоактивному йоду: листья и хвоя деревьев могут собирать его до 50%. По данным Хербста, полученным после выпадения радиоактивных осадков, общая радиоактивность на незащищенных местах оказалась в 32 раза выше, чем в лесу. Толстые листья накапливают радиоактивные вещества более интенсивно. Эффективность влияния леса при защите от радиоактивности и степень его ослабляющего действия во многом зависят от характера составляющих, через которые лес влияет на среду. В лиственном лесу самоочищение надземной части от радиоактивных выпадений происходит значительно быстрее, чем в хвойном. На высоте 25 м над хвойным лесом доза излучения в 1,5 раза выше, чем над лиственным.

Большое влияние на жизненные процессы растительных и других компонентов леса оказывают всевозможные летучие вещества (терпены, углеводороды, витамины и др.). Общее количество непредельных и ароматических углеводородов, выделяемых в атмосферу за вегетационный период кедровыми насаждениями, составляет около 400—500 кг/га, сосновыми — 400—500 и березовыми— 200—220 кг/га. Среди летучих органических соединений особое значение имеют фитонциды — вещества, губительно действующие на насекомых, бактерии, грибы, другие микро- и макроорганизмы. Береза бородавчатая, дуб черешчатый, сосна эльдарская, акация белая, клен серебристый, айлант и другие породы проявляют высокую фитонцидную активность по отношению к микроорганизмам воздуха, гемолитическому стрептококку, золотистому стафилококку и кишечной палочке. Фитонциды содержатся также в можжевельнике, орехе грецком, шиповнике, эвкалипте и др. Известно, что 1 га лиственного леса выделяет в сутки 2—3 кг летучих органических веществ, а 1 га хвойного — 5 кг; 1 га можжевеловых зарослей выделяет в сутки 30 кг фитонцидов, которых достаточно для обеззараживания воздуха большого города. В лесу в 1 м3 воздуха содержится в среднем не более 500 патогенных бактерий, а в городе более 36 тыс. Летучие фитонциды сосновой хвои убивают инфузорий в течение 10 — 15 мин, хвои пихты — через 5 и кедра — через 15 мин, водный раствор из хвои этих пород убивает простейших в доли секунды. Фитонциды лиственницы сибирской, ели обыкновенной, тополя бальзамического и дуба летнего значительно снижают, а фитоорганические выделения сосны обыкновенной полностью подавляют рост и развитие колоний кишечной палочки.

Установлено, что большинство растений действуют избирательно: так, фитонциды дубовой листвы и тополя убивают возбудителей дизентерии, пихтовой хвои — дифтерии, сосновой — туберкулеза и т. д. Фитонциды, выделяемые лесными насаждениями, оказывают благотворное влияние на нервную систему человека, активизируют важнейшие физиологические процессы в организме. Фитонциды оздоровляют воздух, и их по праву называют витаминами атмосферы. Подмечено, что в молодом сосновом лесу воздух почти не содержит бактерий.

1.1  Масштаб влияния на окружающую среду на здоровье человека и прочее

Выявлена прямая зависимость освещенности городов от степени запыленности и загазованности воздуха. Во многих современных крупных городах интенсивность солнечной, радиации понижена; потери ультрафиолетового излучения из-за промышленных выбросов могут достигать 40%. Пылевой шлейф большого города может вызвать снижение радиации на окружающей территории в радиусе до 40 км. Величина суммарной освещенности летом в городе на 3—12%, а зимой на 20—30% меньше, чем в селе.

Исследованиями ЦНИИП градостроительства подтверждается положительное влияние лесной растительности на повышение чистоты воздуха, в частности на повышение прозрачности атмосферы. Установлено, что коэффициент прозрачности атмосферы в прилегающих к лесному массиву застроенных районах на 6— 10% выше, чем в центре города. Подмечено, что большие лесопарковые массивы увеличивают интенсивность видимой и ультрафиолетовой радиации на 15—20%, снижают аэрозольное помутнение на 20—40%, а мутность атмосферы — на 10—30%.

Зеленые насаждения являются наиболее надежным средством защиты от различного рода шумов. Влияние леса на шум может быть прямым и косвенным. Прямое заключается в поглощении звуковых волн и снижении уровня шума, а косвенное проявляется в том, что лес сам по себе не только не производит вредных для человека звуков, но и благотворно влияет на слуховой аппарат и психику человека.

Средний уровень сокращения шумов при удалении от источника шума па расстояние 100 м в глубь леса на 5—16 дб. ниже, чем па открытом месте. Степень защитной роли растений против шумов тем выше, чем больше плотность насаждений. Зеленые насаждения можно рассматривать как полупрозрачный экранирующий барьер на пути звуковых волн. Эффективность снижения шума зависит от характера и состояния насаждений (состава, размещения и конструкции, полноты, наличия подроста и подлеска, высоты и др.). Установлено, что снижение силы шума пропорционально ширине листвы лесной полосы.

Лиственные насаждения высотой 7—8 м средней густоты снижают транспортный шум на 10—13 дб, а хорошо развитые лесные насаждения на участке шириной 40 м — на 17—23 дб. Лесная полоса шириной 200—250 м почти полностью поглощает шум от движения транспорта на автомагистрали. Кроны лиственных пород поглощают 26%. а отражают и рассеивают 74% падающей на них звуковой энергии.

Лучшими шумоулавливающими свойствами отличаются многоярусные насаждения, в составе которых участвует несколько древесных и кустарниковых пород. Наиболее высокой шумопоглотительной способностью отличаются лиственные породы — клен остролистный, липа крупнолистная, калина, тополь берлинский, дуб черешчатый, граб, тополь канадский, береза и др.

Велико влияние леса на изменение микроклиматических условий. Лес способствует снижению температуры воздуха и увеличению его влажности, как в результате испарения влаги, так и вследствие защиты от солнечной радиации. Массы более холодного чистого воздуха как более тяжелого образуют в насаждении нисходящие токи и поступают в жилые районы города, вытесняя и замещая там загрязненный и более теплый воздух; последний, образуя восходящие токи, поднимается в верхние более холодные слои атмосферы. Радиационная температура в лесу в 2 раза и более ниже, чем на безлесной территории. Температура воздуха среди зеленых насаждений в жаркую погоду па 4—8 и более градусов ниже, чем на открытом участке. Лесные насаждения, понижая летнюю жару, одновременно повышают относительную влажность воздуха примерно на 15—30%, именно ,поэтому в жаркий летний день в лесу значительно прохладнее, а ночью теплее, чем на открытом месте.

В формировании благоприятного микроклимата существенную роль играет умеряющее влияние древесных пород на силу ветра, скорость которого они способны снижать в 7—11 раз. Густая изгородь из боярышника снижает скорость ветра с 2,3 до 0,4 м/с.

Зеленые насаждения приостанавливают движение горячих (летом) и холодных (зимой) ветров и распространение дымогарных газов. Полоса леса шириной 10—12 и высотой 15—17 м снижает скорость ветра в 2 раза на расстоянии от 200 до 600 м.

В лесу наибольшая скорость ветра над кронами деревьев, ближе к кронам она уменьшается, внутри крои затухает, а у поверхности почвы приближается к нулю. Чем гуще лес, тем меньше скорость ветра. В сомкнутых древостоях в кронах она уменьшается до 30%, под кронами до 0,7, а на высоте 2 м до 6,3% по сравнению со скоростью над кронами. В сосновых древостоях скорость ветра внутри крон затухает слабее, чем в еловых. Доказано, что поздние и ранние заморозки в лесных массивах бывают реже и слабее, чем в окружающей лес местности. Температура воздуха в лесу отличается большей устойчивостью, чем в поле; максимумы и минимумы в лесу выражены менее резко.

Охрана воздушного бассейна — это одна из важнейших функций лесов.

Благоприятное воздействие на окружающую среду оказывают леса, расположенные на водосборах, вдоль рек и водоемов. Они улучшают условия обитания и развития гидробионтов и, в частности, способствуют воспроизводству лососевых и осетровых рыб.

Лес и отдых. Организация отдыха населения является одной из важнейших социальных задач. Научно-техническая революция не только способствует созданию материальных условий развития сферы отдыха, но и повышает потребность в ней. В условиях небывалого технического стресса и усиливающейся урбанизации лес становится незаменимым в обеспечении рекреационных потребностей людей. Именно живая природа во всем ее разнообразии является одним из наиболее активных по благоприятному воздействию на человека компонентов окружающей среды. Лес — одно из самых ценных богатств земли, одно из красивейших созданий природы, одно из любимейших мест отдыха.

В рекреационных целях в настоящее время используются огромные территории. Площадь лесов зеленых зон вокруг городов и других населенных пунктов, а также округов санитарной охраны курортов (курортные леса) превышает 19 млн. га. Для отдыха используются также водоохранно-защитные и хозяйственные леса (эксплуатационные леса второй и третьей групп), расположенные в легкодоступных и сравнительно сухих местах. Своеобразными рекреационными объектами являются природные национальные парки, государственные ботанические сады, дендрологические и зоологические парки и др.

Значительная часть людей предпочитают отдыхать в тихих живописных местах, однако немало сторонников и активного организованного отдыха. Пользуются популярностью различного рода лесные прогулки и экскурсии, лечебная ходьба, водный спорт, любительская охота, рыбная ловля, сбор грибов, ягод и др.

Лесные массивы вокруг городов притягивают независимо от времени года тысячи людей.

По данным курортологов, 4/5 населения европейской части страны в свободное от работы время отправляются отдыхать в лес и проводят там в среднем ежегодно по 70 ч. По предварительным прогнозным расчетам ученых, в обозримой перспективе количество времени, проводимого населением за городом на отдыхе, превысит 15 млрд. ч в год; в настоящее время эта цифра определяется немногим более 9 млрд. ч. Все большую массовость обретает туризм, который является важным средством активного отдыха.

Люди охотно едут отдыхать в места, где есть лес и вода. Не случайно дома отдыха, пансионаты, пионерские лагеря, оздоровительные и лечебные учреждения, туристские базы и другие культурно-оздоровительные комплексы размещают чаще всего поблизости от водоемов. По берегам морей, озер, водохранилищ, крупных и средних рек расположено около 55% курортно-санаторных учреждений, 60% туристских и более 90% учреждений кратковременного отдыха.

При организации отдыха в лесу надо хорошо помнить, что излишнее сосредоточение в том или ином месте баз отдыха и самих отдыхающих может нанести значительный ущерб не только природной среде, но и самой рекреации. Поэтому очень важно не только правильно организовывать отдых, но и своевременно осуществлять необходимый комплекс лесохозяйственных и природоохранных мероприятий. Особого внимания требуют прибрежные лесные насаждения, где требуется особый режим ведения хозяйства; здесь необходимо добиваться правильного сочетания водоохранно-защитных и природоохранных функций биогеоценозов с их рекреационным использованием.

Значение леса в современных условиях крупных городов неоднозначно. Влияя на планировочное решение городских территорий, зеленые насаждения участвуют в создании структуры современного города, отвечающей социальным и культурным потребностям населения. Городские парки, скверы, бульвары служат местом отдыха в условиях комфорта и эстетики. Кроме того, они способствуют организации движения городского общественного транспорта, ограничивая зоны массовой нагрузки.

Архитектурный ансамбль крупного индустриального культурного научного центра с его монументальными жилыми образованиями немыслим сегодня без пластичного зеленого оформления, гармонирующего с величественным и строгим индустриальным ансамблем современного города. Являясь как бы зелеными лучами пригородных лесов и зеленых зон, городские парки, скверы и бульвары служат коридорами для беспрепятственного проникновения в город чистого загородного воздуха

1.2  Существования опыта решения проблемы

Рациональное использование лесных богатств является общей задачей как лесного хозяйства, так и лесоэксплуатации. Между лесозаготовками и лесным хозяйством существует тесная производственная связь. С одной стороны, это лесозаготовка спелого леса с наименьшими затратами для последующего использования древесины в народном хозяйстве, а с другой – такое регулирования процесса, которое обеспечивало бы также с наименьшими затратами наилучшие условия для возобновления и роста нового поколения леса.

Недопустимо чисто потребительское отношение к лесу без заботы о дальнейшем его состоянии и будущей продуктивности. Но вредно и другое отношение, когда наилучшим способом сохранения лесных богатств считается всемерное ограничение, а в ряде случаев и запрещение рубок.

Многие проблемы экономического, технологического и биологического порядка являются смежными между лесоэксплуатацией и лесным хозяйством. Наиболее важными среди них являются следующие: размеры лесосек, сроки их примыкания, возрасты рубок, способы рубок, сохранение подроста, очистка лесосек, способы возобновления. Объективное решение этих проблем возможно только совместными усилиями специалистов лесного хозяйства и лесной промышленности.

В проблеме охраны окружающей среды особое место занимает борьба с загрязнением атмосферного воздуха. Биологическая продуктивность природных компонентов окружающей среды, здоровье и трудоспособность людей зависят от качества воздушной среды. Источниками ее загрязнения являются естественные и антропогенные факторы. К числу первых относятся дымы от лесных и степных пожаров, пыльные бури, извержения вулканов, космические влияния, поступления в атмосферу загрязняющих веществ в результате деятельности живых организмов. Тем не менее, пыльные бури, пожары, являющиеся следствием нарушения требований сельского и лесного хозяйства, могут быть отнесены и к категории факторов антропогенных. В последние десятилетия определенную опасность для планеты стало представлять техногенное загрязнение атмосферы.

К настоящему времени синтезировано и выделено из природного сырья более 6 млн. веществ, к которым ежегодно прибавляется около 200 тыс. новых химических соединений. Часть их вовлекается в биологический круговорот и оказывает влияние на биосферу. В процессе хозяйственной деятельности человека ежегодно выбрасывается в атмосферу около 4 млрд. загрязняющих веществ. К наиболее распространенным газообразным загрязняющим веществам относятся окислы серы, азота, углерода, соединения фтора, хлора, некоторые углеводороды и фотохимические окислители (озон, пероксиацетилнитрит). Кроме газов, в атмосфере содержатся частицы сажи и пыли. Только в результате сжигания угля в атмосферу поступает около 120 млн. т золы в год, а вместе с остальными видами пыли — 200 — 300 млн. т. Серьезными источниками загрязнения являются также пестициды и различные дефолианты. В современном мире около 40% вредных выбросов в атмосферу поставляет энергетика и около 20% — транспорт (примерно 55% транспортного загрязнения атмосферы городов в мире дают автомобили).

Охране воздушного бассейна, сохранению благоприятного состояния атмосферного воздуха в нашей стране придается большое значение. Правовой основой защиты атмосферы от загрязнения в РФ является Закон РФ об охране атмосферного воздуха, Основы законодательства РФ о здравоохранении и другие законодательные акты (правительственные постановления, государственные стандарты, нормы и другие документы).

Реализация планов по охране от загрязнения атмосферного воздуха позволила сократить поступление вредных примесей в воздушный бассейн городов и промышленных центров более чем на 20%. Введены в действие сотни различных установок, обеспечивающих улавливание и обезвреживание вредных веществ, выделяемых в атмосферу промышленными предприятиями и другими источниками загрязнения.

В 1983 г., несмотря на значительный рост объемов промышленного производства, общее количество вредных веществ, поступающих в воздух от стационарных источников загрязнения, сократилось почти на 9 млн. т по сравнению с 1975 г. За этот же период улавливание и обезвреживание вредных веществ увеличилось с 65 до 75%. Многое делается по утилизации сернистого ангидрида на промышленных предприятиях, внедрению организационно-технических мероприятий, направленных на снижение загрязнения.

1.3  Возможность извлечения какого-то вторичного ресурса

Древесные ветки, покрытые хвоей и листьями, образующиеся при рубках главного пользования и ухода за лесом, считаются худшими из лесных отходов и практически полностью уничтожаются.

Между тем, в живых клетках дерева содержится много биологически активных веществ: витамины, ферменты, гормоны, антибиотики, а также белки, жиры, углеводы и прочие вещества, пригодные для лечебных, пищевых и кормовых целей. Ядовитых или вредных веществ в наших наиболее распространенных древесных породах не обнаружено. В весовом отношении листва, хвоя, молодая кора составляет небольшую долю, но по стоимости содержащихся в них веществ они не уступают строительным материалам и целлюлозе. Например, в кроне дерева содержится приблизительно годовая норма важнейших витаминов, необходимых для одного человека. Вещества, образующие древесную зелень, разделяют по производственным признакам на 4 группы: зольные; водорастворимые органические вещества; растворимые в органических растворителях; нерастворимые в воде и органических растворителях. В золе сосновой хвои содержится калий, кальций, фосфор, меньше натрий, магний, железо, марганец, кремний. К водорастворимым органическим веществам относятся дубители, горечи, углеводы, витамин С и др. К растворимым в органических растворителях веществам относятся пигменты: зеленые (хлорофилл а и в) и желтые (каротиноиды). Нерастворимая в воде и органических растворителях часть хвои состоит, в основном, из целлюлозы, гимицеллюлоз.

С экономической точки зрения важно, чтобы переработка древесных отходов и сырье велось в соответствии с основным технологическим процессом лесозаготовок.

Хвойная мука – ценный продукт для скармливания животным в виде добавок к основным кормам. Самое ценное, что содержится в хвойной муке – это каротин. Хвоя по содержанию белка и безазотистых экстрактных веществ превосходит даже травы. Кроме того она богата витаминами и важными микроэлементами для жизнедеятельности организма животных (кобальт и марганец) см.табл.1.

Для изготовления муки используют сельскохозяйственную кормовую дробилку. Обрубка сучьев производится на промежуточной площадке, находящейся на некотором расстоянии от верхнего склада, или на волоке. Сучья с хвоей отправляют автомашинами на заводы витаминной муки или хлорофилло-каротиновой пасты. Для лучшего сохранения витаминов и питательных веществ в зеленой массе нужно ускорить ее сушку. При сушке на открытом воздухе теряется до 50% общего количества питательных веществ и 65-95% витаминов, находящихся в зеленой массе. При искусственной сушке в течении 5-30 сек. Витамины сохраняются на 65-95%.хвойная хлорофилло-каротиновая паста представляет собой лечебный препарат, технология производства которая разработана сотрудниками Ленинградской лесотехнической академии им. С.М. Кирова.

Таблица 1

Хлорофилло-каротиновая паста – поливитаминофитонцидный препарат сложного состава и широкого круга действия. Применяется для лечения ожогов, обморожений, язв, кожных и гинекологических заболеваний; в ветеринарии (для борьбы с яловостью коров), для активации косметической продукции. Хвойная хлорофилло-каротиновая паста является ценным медицинским препаратом, поэтому технология ее строго регламентируется. Лечебные свойства пасты объясняются наличием в ней большого количества биологических активных веществ. Хвойную хлорофилло-каротиноваую пасту получают при экстракции смолистых веществ хвои бензином и обработке их водным раствором щелочи.

Свежую сосновую (еловую) лапку или их смесь подают на вагонетках, размельчают на вальцах для ускоренного проникновения растворителя в хвою. Это делают перед экстракцией. Экстрактор представляет собой цилиндрический аппарат с крышкой, внутренним холодильником и ложным дном, под которое подведен барбатер острого пара и змеевик глухого пара. Хвойная лапка загружается на ложное дно аппарата. На ее поверхность кладется охлаждающий элемент – внутренний холодильник, представляющий собой полую чечевицу, через которую пропускают холодную воду.

Чечевица соединена со штуцерами крышки (для ввода и вывода воды) брезентовыми шлангами, на которых она свободно висит. При экстракции чечевица лежит на поверхности экстрагируемой хвои и опускается вместе с ней при ее усадке. После загрузки в экстрактор хвои крышку последнего закрывают и из бака при помощи насоса качают бензин (на 1 м3 размельченной хвои 70-80 л). Его наливают столько, чтобы он заполнил пространство под ложным дном . не соприкасаясь с лапкой. Растворитель (бензин) во время экстракции кипит, пары его поднимаются, проникая сквозь слой лапки, конденсируются при соприкосновении с охлаждающим элементом и верхним слоем хвои, соприкасающимся с чечевицей. Стекающая флегма извлекает из хвойной лапки растворимые вещества. Процесс экстракции длится 3,5 часа, после чего прекращают нагрев аппарата (отключают глухой пар) и подачу воды в охлаждающий элемент – внутренний холодильник. Когда вся жидкость в экстракторе стечет в нижнюю часть, открывают нижний клапан для стока экстракта смолистых веществ в бак-фильтр. Из бака-фильтра продукт смолистых веществ спускается в испаритель для экстракта – перегонный куб. (см. приложение рис.1)

Использование лесных ресурсов будет неполным без реализации коры деревьев. Не менее 3% полезного сырья из кубомассы деревьев можно взять за счет использования коры различных пород деревьев. Дубильные вещества содержаться в коре ели и ивы, смолистые – в коре березы, волокна липовой коры находят широкое применение в промышленности. Еловая и ивовая кора являются ценным сырьем для производства дубильных экстрактов. Для заготовки еловой коры используют период сокодвижения в дереве. Липовая кора – это исходное сырье для выработки мочала и товарного луба. Березовая кора используется для изготовления дегтя.

Изготовление теплоизоляционных материалов из коры. Изыскание теплоизоляционных материалов является в настоящее время важной проблемой для промышленности, так как ни один из применяемых материалов не отвечает техническим требованиям, предъявляемым к нему в современной технике. Лучшим теплоизоляционным материалом являются пробковые плиты, которые дефицитны из-за высокой стоимости коры пробкового дуба и поэтому должны быть заменены корой более доступных пород деревьев.

Исследования Института лесохозяйственных проблем и химии древесины Латвийской ССР показали, что основой нового вида теплоизоляционного материала является кора сосны, ивы, лиственницы, тополя и других деревьев.

В состав, этого материала входит (количество в %): кора (сосны, лиственницы, тополя, ивы) — 90; смола МФ-17—10; катализатор (щавелевой кислоты 10-процентной три части к весу смолы и воды — шесть частей к весу смолы); антипирин — аммоний сернокислый — 5% к весу коры.

Технология изготовления теплоизоляционного материала проходит следующие стадии:

1. Заготовка, транспортировка и хранение коры.

2. Измельчение коры должно производиться при медленном вращении трущихся поверхностей (во избежание чрезмерного ее раздробления), т. е. частицы коры должны проходить через сита с отверстиями 3—10 мм.

3. Для защиты коры от возгорания ее пропитывают раствором антипирина.

4. После пропитки антипирином кору сушат в специальном сушильном агрегате аэрофонтанного типа. Качество сушки устанавливается контрольным анализом коры на относительную влажность, которая не должна превышать 10%.

5. Высушенная кора поступает на механические сита типа триера с размерами отверстий 3, 5, 7 и 10 мм. Пыль и мелкие частицы отсеиваются, а необходимые фракции собираются и направляются в цех, где изготовляется теплоизоляционный материал.

6. В качестве катализатора, вызывающего отвердение смолы М.Ф-17, является 10%-ный раствор щавелевой кислоты. Процесс отвердения продолжается не более 20—30 мин.

7. Предусмотренное технологическим процессом количество просеянной коры высыпают в смеситель, добавляя в нее необходимое количество связующего. Через 10—15 мин, когда масса равномерно перемешана, все содержимое смесителя высыпают в пресс-форму. При наполнении ее массой поверхность последней выравнивается и запрессовывается под давлением около 5 кг/см2. После 1—2-часовой выдержки блоков в пресс-форме зажимы снимаются, и пресс-форма раскрывается. Готовые блоки должны быть аккуратно сложены в штабеля и выдержаны при температуре 15° не менее 24 часов. После этого блоки распиливают на плиты.

Продукция лущения (тонкие листы древесины) — шпон, который используют для изготовления фанеры, аккумуляторов, облицовки различных материалов, в спичечном производстве. Шпон изготавливают из древесины хвойных и лиственных пород деревьев: для производства фанеры — из березы, ольхи, сосны; для спичечного производства — из осины, липы, тополя, ольхи; для облицовки — из дуба, бука, ясеня, клена, ильма; для аккумуляторов — из кедра, ольхи..

Лесоматериалы для выработки целлюлозы из древесины. Для выработки целлюлозы из древесины используются круглые лесоматериалы (балансы) и отходы лесопильных (обапол, рейки, горбыль и др.) и других деревоперерабатывающих производств. Древесину измельчают рубильными машинами на технологическую щепу. При определении пригодности древесины для получения технологической щепы учитывают смолистость, длину и ширину волокна, плотность породы. Целлюлозу для химической переработки изготовляют из ели, пихты, сосны, березы, осины, а для других назначений — из лиственницы, кедра, тополя, ольхи, бука, граба.

Сырьем для их получения являются кряжи низкокачественной древесины диаметром от 24 см и выше с внутренней гнилью, занимающей до половины площади торца.

Лесоматериалы, используемые в круглом виде. Мачтовые бревна изготавливают из сосны, ели, пихты кавказской и европейской, лиственницы и кедра, толщина — от 8 до 24 см.

Для радиомачт изготавливают бревна из сосны, лиственницы, ели, пихты кавказской и европейской, толщина — 16 см и более..

Бревна для свай, гидротехнических сооружений и элементов мостов изготавливают из хвойных пород длиной 8,5 и 8,5 м, толщиной 22...34 см. Наиболее широко используют лиственницу, менее — пихту, имеющую более низкие физико-механические свойства по сравнению с другими хвойными породами.

Для изготовления опор линий связи и электропередач используют бревна хвойных пород: для линий связи — толщиной столбов 14...24 см; для линий электропередач — толщиной 16...22 см Качество столбов и опор определяется требованиями для 2- и 3-го сортов. Бревна, подлежащие антисептированию, должны быть чисто окорены.

Строительные бревна используются для промышленного и жилищного строительства. Изготовляются из хвойных и лиственных пород. Лиственные породы в основном используются для вспомогательных и временных построек.

Для вспомогательных и временных построек используют подтоварник бревна хвойных пород толщиной 613 см

Рудничную стойку используют для крепления подземных горных выработок. Изготовляют рудстойку из сосны, ели, лиственницы, кедра, пихты.

Жерди изготавливают из тонкомерных лесоматериалов хвойных и лиственных пород без разделения на сорта. Толщина жердей — 3...7 см. Предназначены для использования в строительстве, промышленности и сельском хозяйстве без переработки.

Производство древесной стружки. Для выработки древесной стружки используется здоровая часть дровяных чураков, а также коротыши откомлевки. Древесная стружка является хорошим упаковочным заполнителем. Применение она находит при упаковке как пищевых продуктов (яйца, фрукты), а так и стекла и металлоизделий. Применяется древесная стружка при изготовлении древесно-стружечных плит. В мебельной промышленности, является заполнителем в щитовых конструкциях.

Низкокачественная древесина. Древесина, не соответствующая требованиям стандарта на деловые сортименты,, называются низкокачественной. Часть этой древесины используют для получения деловой продукции путем дополнительной обработки или переработки. Топливными дровами называют круглые или колотые лесоматериалы, которые по наличию пороков могут быть использованы только в качестве топлива.

Низкокачественное сырье используется для выработки древесного угля, уксусной кислоты, метилового спирта и других лесохимических продуктов.

Раздел 2: Описание всех существующих способов решения проблемы (экологический, экономический, технологический)

В зависимости от экономического, экологического и социального назначения лесов с учетом местоположения относительно транспортных путей населенных пунктов и выполняемых функций лесной фонд с 1943 г. разделен на три группы.

Группы лесов оказывают существенное влияние на режим лесопользования, выбор системы и способов рубок, состав и способ выполнения технологического процесса лесосечных работ, а также на предельно допустимые площади лесосек.

К первой группе отнесены леса, выполняющие преимущественно водоохранные функции (запретные лесные полосы по берегам рек, озер, водохранилищ и других водных объектов), защитные (противоэрозионные леса, в том числе участки леса на крутых горных склонах; защитные полосы вдоль железных дорог, автомобильных дорог общегосударственного, республиканского и областного значения; особо ценные лесные массивы, государственные защитные лесные полосы, ленточные боры, степные колки и другие леса в пустынях, полупустынях, степных, лесостепных и малолесных горных районах, имеющие важное значение для защиты окружающей среды), санитарно-гигиенические и оздоровительные (леса зеленых зон вокруг городов и других населенных пунктов, в зонах промышленных предприятий, городские леса, леса зон санитарной охраны источников водоснабжения и округов санитарной охраны курортов). К первой группе относят также леса заповедников, национальных природных парков, заповедные лесные участки, леса, имеющие научное или историческое значение, леса орехопромысловых зон, лесоплодовые, притундровые и субальпийские леса, природные памятники и др. Леса первой группы занимают около 18% общей площади лесного фонда.

Размер лесопользования в лесах первой группы минимальный. Расчетная лесосека устанавливается с учетом состояния насаждений и не должна превышать прироста.

Ко второй группе относят леса в районах с высокой плотностью населения и развитой сетью транспортных путей, леса, выполняющие водоохранные, защитные, санитарно-гигиенические, оздоровительные и иные функции, имеющие огромное эксплуатационное значение, а также леса с недостаточными лесосырьевыми ресурсами, нуждающиеся в более строгом режиме лесопользования. К этой же группе относят все колхозные леса, не вошедшие в состав первой. Площадь лесов второй группы около 7%.

В лесах второй группы расчетную лесосеку устанавливают с учетом наиболее полного удовлетворения потребностей в древесине на ближайший период, вместе с тем, не допуская истощения лесного фонда. Расчетная лесосека должна быть меньше лесосеки по состоянию лесного фонда, не должна способствовать накоплению больших запасов спелых и перестойных насаждений.

К лесам третьей группы относятся леса многолесных регионов, имеющие преимущественно эксплуатационное значение и обеспечивающие потребности страны в древесине с обязательным сохранением экологических функций этих лесов. В эту группу входят таежные леса. Эта категория лесов занимает около 75% территории гослесфонда.

В лесах третьей группы расчетная лесосека должна удовлетворять следующим требованиям: быть не меньше лесосеки по состоянию лесного фонда; не должна приводить к истощению запасов леса; должна приниматься с учетом мощности предприятий и сроков эксплуатации. Не допускается «переруб» годичной расчетной лесосеки, а также накопление спелой и перестойной древесины за счет ежегодных «недорубов».

Жизнь подтвердила правильность деления лесов на группы по их природно-экологическому положению и хозяйственному назначению. Это нашло отражение в «Основах лесного законодательства», что, безусловно, положительно влияет на организацию и правильное ведение лесного хозяйства, имеющего целью обеспечить непрерывность и неистощительность лесопользования.

Заготовку древесины ведут во всех группах лесов.

Рубки леса принято делить на две категории – рубки главного пользования (главные) и рубки ухода за лесом (промежуточные). Основное принципиальное различие между ними заключается в том, что рубки главного пользования проводятся в спелых и переспелых лесонасаждениях, промежуточные рубки – в насаждениях, не достигших возраста спелости.

Основными способами рубок главного пользования в лесах являются сплошные, постепенные и выборочные.

В процессе сплошных рубок все деревья, за исключением подроста и молодняка хозяйственно ценных пород, вырубают за один прием.

Нельзя проводить сплошные рубки:

·  в лесах, имеющих важное природоохранное и экологическое значение, заповедниках, национальных и природных парках, городских лесах и лесопарковых частях зеленых зон;

·  на водосборах, в горных лесах, где лесистость 50% и менее;

·  в разновозрастных лесонасаждениях;

·  в кедровых лесах.

При постепенных рубках весь древостой равномерно вырубают в два, три, а иногда и четыре приема за период продолжительностью не более одного класса возраста (10…20 лет).в первую очередь убирают деревья тех пород, участие которых в будущем насаждении нежелательно, худшие экземпляры главных пород и деревья мешающие росту подроста и самосева. Очередной прием назначают через 6…9 лет после первого приема, когда появится благонадежный подрост, а третий прием – после того как подрост достаточно окрепнет, и не будет нуждаться в защите материнского полога.

При выборочных рубках на всей площади насаждения вырубаются спелые и перестойные деревья по мере необходимости освобождения подроста и молодняка от материнского полога, а также неспелые деревья., оставлять которые нецелесообразно. В первый прием в зависимости от состояния насаждения вырубают 20…35% запаса. Срок повторяемости рубки 10…15 лет. Полнота остающейся части насаждения не должна снижаться менее 0,5…0,6.

Рубки ухода проводят для формирования высокопродуктивных насаждений. При проведении рубок ухода из насаждения убирают нежелательные деревья и оставляют лучшие и вспомогательные деревья. К лучшим относят деревья главных пород быстрого роста, хорошо очищенные от сучков, со здоровыми полнодревесными стволами, нормальной и равномерно развитой здоровой кроной. К вспомогательным относят деревья, способствующие формированию стволов и крон лучших деревьев и очищению их от сучков. К нежелательным деревьям, подлежащим уборке относят: сухостойные, буреломные, больные (пораженные грибными заболеваниями и короедами); искривленные, с сильноразросшейся и низкоопущенной кроной с толстыми сучьями, пасынками и развилками, сильнобежистые; мешающие росту отобранных лучших деревьев (охлестывающие, затемняющие, опережающие в росте, затеняющие сверху) независимо от породы. Рубки ухода подразделяются на рубки осветления, прочистки, прореживания и проходные.

Рубки осветления проводят в молодняках для создания определенного состава насаждений. При этом в смешанных молодняках удаляют деревья второстепенных пород, затеняющие деревья главных пород.

Прочистки проводят для ухода за составом насаждений. В отличии от осветлений при прочистках удаляют, кроме второстепенных пород, также худшие деревья из загущенных групп главных пород. При этом следует сохранять групповое смешение пород.

Прореживание проводят для формирования полнодревесной формы ствола, сохраняя густое стояние деревьев в насаждении.

Проходные рубки проводят для получения увеличенного прироста на лучших деревьях.

К прочим видам ухода за лесом относятся санитарные рубки, которые проводят для оздоровления насаждений. При этом из насаждений убирают деревья сухостойные, ветровальные, буреломные, с механическими повреждениями, изогнутые снегом, заселенные вторичными вредителями и поврежденные грибными заболеваниями. В процессе санитарных рубок указанные категории деревьев вырубают все, если при их удалении полнота средневозрастных насаждений не снижается менее 0,7.

Сплошные санитарные рубки назначаются и разрешаются после проведения специального лесопатологического обследования.

Лесосечные работы являются первой фазой лесозаготовительного производства. Под лесосечными понимаются все работы, которые производятся на лесосеках и погрузочных пунктах. В состав лесосечных работ в зависимости от принятого в леспромхозе технологического процесса входит от трех до семи операций. Обязательным элементом лесосечных работ являются подготовительные работы — подготовка лесосек и погрузочных пунктов. Кроме того, сюда же частично относятся и вспомогательные работы — техническое обслуживание машин, занятых в лесу, доставка горюче-смазочных и других материалов, перевозка рабочих и др.

Раздел 3: Выбор наиболее эффективной технологии (способа)

Для разработки каждой лесосеки должна быть выбрана такая технология, которая обеспечивала бы максимальную устойчивую производительность труда рабочих и высокую выработку механизмов, а также всемерное снижение себестоимости заготовляемых лесоматериалов. Выбранная технология должна предусматривать соблюдение всех требований техники безопасности. При выборе технологии необходимо учитывать также и способы лесовозобновления.

Разработка технологии и непосредственная работа в лесу связаны с рядом понятий (лесосека, делянка, пасека и др.). Ясное представление об этих понятиях — одно из необходимых условий при изучении технологии лесосечных работ.

Оснащение лесосечных работ новыми машинами (валочно-пакетирующими, валочными, валочно-трелевочными и др.) потребовало разработки новых технологических схем. Но и в этом случае совершенно четко различаются три уровня технологии лесосечных работ — лесосека, делянка, пасека. (см. приложение рис 2)

Лесосекой называют участок лесной площади, отведенной для заготовки растущего на нем леса. Лесосека является местом работы мастерского участка. На ней размещаются бригады, машины, средства технического обслуживания машин и бытового обслуживания рабочих.

От объема работ, которые выполняет мастерский участок, зависят их технический уровень и экологическая эффективность.

Лесосеки (делянки) для удобства и улучшения организации работ, рационального размещения рабочих и техники, уменьшения повреждения почвы оставляемых на корню деревьев и др. разделяются на пасеки. Ширина пасек устанавливается в зависимости от высоты древостоя, способа разработки лесосеки, способа валки и трелевки леса, применяемой системы машин, лесохозяйственных требований. При тракторной трелевке пасеки имеют прямоугольную форму, при канатной — в виде секторов (треугольников), вершины которых находятся у трелевочной мачты.

Для удобства валки и трелевки деревьев (хлыстов) пасеки могут быть разделены на ленты, которые разрабатываются при однократном проходе валочной, валочно-трелевочной, валочно-пакетирующей или валочно-раскряжевочной машиной, а также при валке леса бензиномоторными пилами. При валке леса машинами роль пасек могут выполнять ленты. Количество лент на пасеке зависит от принятой схемы разработки лесосек.

От выбранной технологической схемы разработки лесосек зависит состав и объем работ по их технологической подготовке. На практике применяются несколько технологических схем.

Схема 1. Валку леса проводят бензиномоторными пилами. Деревья трелюют трелевочными тракторами на лесопогрузочный пункт и грузят их на лесотранспортные средства.

Схема 2. Отличается от первой тем, что деревья очищают от сучьев на трелевочных волоках. Хлысты трелюют на лесопогрузочные пункты, где их грузят на лесотранспортные средства.

Схема 3. В отличие от схемы 1 и 2 очистку деревьев от сучьев производят на лесопогрузочном пункте при помощи топоров, бензиномоторных сучкорезок или сучкорезных машин.

Схемы 4 и 5 отличаются тем, что работы на лесосеке выполняются при помощи многооперационных лесозаготовительных машин. Валочно-трелевочными машинами производится валка и трелевка деревьев на лесопогрузочный пункт. При использовании валочно-пакетирующих машин последние работают на лесосеке в сочетании с трелевочными тракторами, оборудованными гидроманипуляторами или клещевыми захватами. Погрузка деревьев на погрузочном пункте производится челюстными лесопогрузчиками.

Схема 6. Особенностью схемы является то, что вывозка деревьев осуществляется без организации лесопогрузочных пунктов. Деревья вывозят на лесосеки непосредственно, на нижний склад колесными трелевочно-транспортными тракторами.

Схема 7. Отличается от схем 2 и 3 тем, что хлысты на верхнем складе раскряжевывают на специальной эстакаде бензиномоторными пилами на круглые лесоматериалы, которые сортируют и укладывают в отдельные штабеля. Из штабелей сортименты грузят на лесотранспортные средства.

Схема 8. Отличается от всех ранее рассмотренных технологических схем тем, что очистка деревьев от сучьев и раскряжевка хлыстов на сортименты производят на лесосеке. На погрузочном пункте подтрелеванные сортименты в отдельных случаях сортируют по соответствующим штабелям.

Из рассмотренных технологических схем наибольшее применение имеет схема 1, по которой трелюют и вывозят деревья, а также схемы 2-3, по которым вывозят хлысты.

Всё более широкое распространение получают схемы 4-5, в которых на лесосеке используются многооперационные лесозаготовительные машины. Весь комплекс работ на лесосеке механизирован. По схеме 6 осуществляется прямая вывозка хлыстов и деревьев на нижний склад непосредственно от места их заготовки на лесосеке. На прямой вывозке используются колесные тракторы иногда в сочетании с гусеничными, которые в этом случае трелюют лес обычно к магистральным волокам.

Таблица 2.

Технологическая схема 2 находит широкое применение на сырых, заболоченных грунтах, когда сучья, очищенные с деревьев, используются для укрепления трелевочных волоков.

Технологическая схема 7 применяется сравнительно редко – главным образом на тех лесозаготовительных предприятиях, где вывозка древесины производится по автомобильным дорогам общего пользования.

Технологическая схема 8 применяется весьма редко в горных условиях при транспортировке древесины канатными трелевочными установками. При всех описанных технологических схемах на лесопогрузочных пунктах и верхнем складе могут выполнятся работы по созданию запасов деревьев, хлыстов и сортиментов. От применения схемы технологического процесса зависит состав и трудоемкость лесосечных работ. Кроме того, трудоемкость зависит от среднего объема хлыста, запаса древесины на лесосеке, а также от сезона, почвенно-грунтовых условий, рельефа местности и некоторых других факторов. В свою очередь этими факторами также в значительной степени определяется выбор оборудования и технологии работ.

Производственный и технологический процессы лесозаготовительного предприятия. Под производственным процессом понимается создание продукта людьми, связанными определенными производственными отношениями. Производственный процесс предполагает наличие трех элементов: труда (целесообразной деятельности человека), предмета труда (дерево) и средств труда (орудий производства — машин, станков, инструментов).

Производственный процесс лесозаготовительного предприятия подразделяется на три основные фазы: лесосечные работы, транспорт леса и работы на лесопромышленном складе.

Производственный процесс состоит из технологического, процессов материального и технического обслуживания.

Технологический процесс состоит из основных, подготовительных и вспомогательных работ.

Первая фаза технологического процесса предприятия заключается в рациональном освоении лесосечного фонда, заготовке древесины, получении древесной продукции.

Состав операции, последовательность выполнения, трудоемкость зависят от общего технологического процесса предприятия. По виду вывозимой продукции различаются четыре технологии лесосечных работ: деревьями, хлыстами, сортиментами, щепой.

При вывозке деревьями выполняются четыре операции: валка, формирование пачки, трелевка и погрузка на лесовозный транспорт. Схема наиболее проста; вместе с тем, имеются определенные сложности, связанные с транспортировкой деревьев, использованием кроны и др. Такая схема может быть эффективной при наличии промежуточных площадок, примыкающих к веткам лесовозных дорог. В этом случае трелевка производится в два этапа, что позволяет уменьшать сеть лесовозных усов, организовывать переработку малоценной малокачественной древесины и кроны.

Хлыстовая технология является в настоящее время основной и наиболее применяемой. Она позволяет наиболее рационально использовать древесину, вводить для обработки сырья оборудование, исключающее ручной труд, организовывать на лесных складах переработку древесины.

При вывозке хлыстов могут быть применены два варианта, отличающиеся местом выполнения обрезки сучьев, после валки (у пня) или после трелевки — на верхнем складе.

При сортиментной технологии может быть три варианта технологических процессов:

— валка, обрезка сучьев, раскряжевка — выполняются на пасеке;

— обрабатывающие операции — выполняются на погрузочной площадке (верхнем складе);

— валка — на лесосеке, обрезка сучьев, раскряжевка — на погрузочной площадке.

Сортиментная технология преимущественное развитие получила в хорошо освоенных районах с развитой сетью дорог общего пользования. Это дает возможность поставлять заготовленные в условиях лесосеки сортименты непосредственно во двор потребителя. Такая технология эффективна в основном при небольших объемах заготовки и сроках аренды лесного фонда. Она также эффективна при проведении несплошных рубок как главного, так и промежуточного пользования, санитарно-гигиенических рубок, освоения лесов первой группы.

Разработка пасек без сохранения подроста, но с трелевкой также за вершины, мало отличается от метода узких пасек. Пасека может иметь в этом случае ширину 35... 45 м, деревья валят под углом 45... 60° к волоку. Поскольку сразу всю полупасеку за один заезд взять трудно (усложняется обрубка сучьев и чокеровка), то ее делят на ленты шириной 8... 10 м. Разрабатывают ленты последовательно: сначала поочередно ленты у волока, затем, когда хлысты стрелеваны, разрабатывают дальние от волока ленты.

Обрубка (или обрезка) сучьев может начинаться только после того, как вальщик удалится от места обрубки на 50 м — либо по той же пасеке, либо с переходом на другую. В любом случае обрубщики сучьев не могут заходить в опасную зону. Трелевка производится после обрубки сучьев, при этом чокеровать и трелевать можно только те хлысты, концы которых находятся не ближе 10 м от обрубщиков сучьев. Понятно, что трелевка также должна производиться за пределами опасной пятидесятиметровой зоны валки.

При разработке пасек без сохранения подроста возможен сход трактора с волока. Следует заметить, что в ряде случаев сход трактора с волока является полезным для возобновления, так как поранения почвы гусеницами это простейший вид ее минерализации, обеспечивающий доступ семян в почву.

Разработка пасек лентами, параллельными волоку, применяется при трелевке за комли. С полос шириной 6…8 м валят деревья кронами на волок, а с последующих полос — кронами на вырубку. Деревья валят под углом 45...60° к волоку. Пачка набирается трактором на ленте, затем, после формирования пачки, трактор выходит на волок.

Волоки, кроме первого, при этом методе заранее не разрубаются. Ленты разрабатываются последовательно с постепенным удалением от волока, каждая последующая лента отрезается от стенки леса. После того как стенка леса удалится от волока на 50...60 м, трактор накатывает следующий волок. Этот метод применим при неглубоком снеге зимой и на хороших грунтах летом.

Разработка пасек лентами под углом к волоку также применяется при трелевке за комли. Волоки в этом случае разрубают заранее. Разрубку волока начинают с дальнего его конца, первые деревья валят в свободные промежутки между стоящими деревьями. Затем ведется разработка полупасек лентами шириной 8...10 м, которые примыкают к волоку под углом 45...60°. Разработку начинают с дальнего конца полупасек.

1-  МАХ. ВОЗДЕЙСТВИЕ (ПЛОХО)

5-  МИН. ВОЗДЕЙСТВИЕ (ХОРОШО)

Экологическая безопасность – 0,25 (25%)

Технологическая безопасность – 0,5 (50%)

Экономическая безопасность – 0,25 (25%)

Схема 1: 4*0,25+4*0,5+5*0,25=4,25

Схема 2: 3*0,25+4*0,5+4*0,25=3,75

Схема 3: 6*0,25+2*0,5+6*0,25=4

Схема 4: 7*0,25+10*0,5+8*0,25=8,75

Схема 5: 7*0,25+8*0,5+8*0,25=7,75

Схема 6: 4*0,25+7*0,5+7*0,25=6,25

Схема 7: 3*0,25+7*0,5+7*0,25=6

Схема 8: 4*0,25+5*0,5+7*0,25=5,25

Вывод: Следовательно Схема 4 является наиболее эффективной.

Раздел 4: Описание выбранного способа или технологии

Технология разработки лесосек машинами ЛП-19.

(Технологическая схема № 4)

Разработка лесосеки начинается с разрубки полосы шириной 30...50 м вдоль уса. Полоса разрубается ходами валочно-пакетирующей машины параллельно усу. Пачки после ухода машины с полосы должны быть сразу же стрелеваны и уложены в запас или отгружены. Полоса необходима для маневрирования машин, улучшения обзорности, установки сучкорезной машины и размещения штабелей.

Разработка основной части делянки ведется сразу на всю ее глубину — от уса до дальней границы. Возможны два варианта начала разработки делянки: по направлению от уса и по направлению трелевки.

Существует несколько схем разработки делянок машинами ЛП-19. Наиболее распространенной из них является схема, по которой машина разрабатывает делянку, перемещаясь по лентам, расположенным перпендикулярно лесовозному усу. Удаляясь от уса, машина укладывает пачки впереди себя под углом 30...40° к направлению своего хода. В конце делянки машина разворачивается и разрабатывает следующую ленту, приближаясь к усу. Пачки в этом случае машина укладывает за собой под углом 140...150° к направлению движения. Трелевочный трактор может брать крайние пачки из любого ряда при условии соблюдения 50-метрового расстояния до машины ЛП-19.

Порядок разработки лент ходами параллельными усу отличается тем, что делянка осваивается, начиная с дальнего ее края, при этом по мере разработки лент машина приближается к усу. Пачки укладываются под углом 90° к ходу машины комлями в сторону уса. Трелевка ведется поперек лент по кратчайшим расстояниям, но может начинаться только после полной разрубки всей делянки (после разработки ближайшей к усу ленты). Схема целесообразна при создании запаса на лесосеке, т. е. технологического разрыва между валкой и трелевкой

При работе по кругу машина начинает разработку делянки, перемещаясь по лентам на границах делянки, и укладывает пачки под углом за собой или впереди себя в зависимости от направления последующей трелевки. Благодаря большому фронту работ при разработке делянки по этой схеме можно за счет маневрирования трелевочного трактора обеспечить постоянный безопасный разрыв между машиной и трактором. Уменьшается количество разворотов.

Основной технологической схемой для укрупненных комплексных лесосечных бригад, работающих с использованием трелевочных тракторов, является разработка лесосек методом узких пасек, так как только при этой схеме работы лесовозобновления благодаря сохранению подроста обеспечивается с минимальными затратами. Метод узких пасек – это, прежде всего метод строго организованной лесосеки, который значительно повышает культуру лесосечных работ, улучшает условия работы механизмов, повышает производительность труда рабочих на валке, чокеровке хлыстов, обрубке сучьев, гарантирует безопасность в работе.

Исследования также показали, что разработка лесосек методом узких лент облегчает и их очистку от порубочных остатков. Порубочные остатки остаются на проезжей части волока и постепенно перегнивают. Отличительной особенностью разработки лесосек методом узких пасек является то, что с их применением сохраняется не только подрост хвойных пород высотой 0,5-1,5 м и более, но и молодняк и подлесок, которые обеспечивают среду, необходимую для нормального развития и роста молодых насаждений на вырубках.

Таблица 3

Рассмотрим вариант разработки лесосек комплектом машин, состоящим из четырех валочно-трелевочных машин ВТМ-4 и одного челюстного погрузчика ПЛ-2, отгружающего на лесовозные автопоезда деревья с кронами.

Работы машинами ВТМ-4 на валке и трелевке леса состоит из следующих основных приемов. Порожняя машина заходит в дальний от погрузочного пункта конец делянки, разворачивается и, подъехав к первому намеченному для валки дереву, останавливается. Оператор устанавливает машину с расчетом, чтобы дерево находилось в зоне действия пильного аппарата, а направление падение дерева было параллельным продольной оси машины. Включает пильный механизм и производит спиливание и валку дерева на погрузочный рычаг. После этого поднимается обвязочный рычаг, комлевая часть дерева погрузочным рычагом забрасывается в коник, а после закрытия обвязочного рычага увязывается с помощью тросовой петли, затягивается гидрополиспастом. Деревья, стоящие близко друг к другу, двойчатки и тройчатки срезаются поочередно, начиная с дерева, ближнего к погрузочному рычагу. Набрав пачку деревьев объемом до 8-10 м3, машина трелюет её на погрузочную площадку. После раскрытия обвязочного рычага и ослабления троса пачка сбрасывается с коника на землю. Выравнивание комлей, а также небольшое окучивание деревьев на площадке машина производит при помощи толкателя, смонтированного на передней части машины. Подтрелеванные деревья отгружают на лесовозные автопоезда челюстным погрузчиком ПЛ-2.

Раздел 5: Описание экономических показателей

Лесосеки, расположенные в низких, болотистых местах, лучше всего осваивать зимой, так как затраты на строительство усов в этом случае во много раз сокращаются. Простая проминка дорог на болотах зимой вполне заменяет дорогостоящие лежневые дороги, которые приходится строить в летний период. Железнодорожные усы с успехом строят на снежном основании, нередко дороги прокладывают по льду озер и рек.

Освоение лесосек с сухими грунтами, особенно если дороги к ним проходят по открытым, легко заносимым местам (вырубки, ноля), эффективнее в летнее время. В периоды распутицы желательно осваивать лесосеки, расположенные недалеко от поселков, чтобы организовать лесосечные работы даже в том случае, когда вывозка леса прекращается; хлысты при этом укладывают в запас.

Совершенно очевидно, что производственная мощность леспромхоза должна полностью покрываться запасом древесины в отводимых лесосеках. Это относится как к количественным показателям (по объему лесозаготовок), так и к качественной стороне (по выходу сортиментов).

РАСЧЕТНАЯ ЛЕСОСЕКА. Объемы производства лесозаготовительных предприятий должны соответствовать расчетной лесосеке L, т. е. основному хозяйственному нормативу, который определяет размер главного пользования лесом. Оптимальной расчетной лесосекой является такой размер рубки леса, который при наиболее полном использовании лесосырьевых ресурсов обеспечивает непрерывность и неистощительность лесопользования.

Расчетную лесосеку главного пользования устанавливают при лесоустройстве каждого лесохозяйственного предприятия на срок не менее 10 лет Используются различные методы определения размеров расчетных лесосек:

лесосека длительного равномерного' пользования Lи:

Lи = S/a;

лесосека по спелости Lсп;

Lсп= Sсп /n;

лесосека первая возрастная L1в

L1в = (Sсп + Snp)/2n

лесосека вторая возрастная L 2в

L 2в = (Sсп + Snp + Sср)/3п

где: S — покрытая лесом площадь, тыс. га; Sсп — площадь спелых и перестойных насаждений, тыс. га; Scр — площадь приспевающих насаждений, тыс. га; Sср — площадь средневозрастных насаждений, тыс. га; п продолжительность класса возраста, лет; а — возраст рубки, лет.

Расчетная лесосека по массе (тыс. или млн. м3) определяется как произведение величины расчетной лесосеки по площади на средний запас на 1 га. эксплуатационного фонда,

С определением расчетных лесосек непосредственно связаны возрасты рубки. Существует несколько понятий возраста рубки.

Возрастом главной рубки называют минимальный возраст, начиная с которого насаждения годны к рубке. Возраст главных рубок устанавливают с учетом существующей и перспективной структуры потребления древесины в народном хозяйстве, а также возраста количественной и технической спелости леса.

В возрасте количественной спелости насаждение имеет наивысший средний прирост. При рубке насаждения в возрасте количественной спелости за оборот хозяйство получает наибольшее количество древесной массы в среднем расчете на год.

Возраст насаждения, в котором оно в среднем за год даст наибольший выход требующегося сортимента или группы сортиментов, считается возрастом технической спелости.

В лесах II и III групп при установлении возраста главной рубки учитывают специализацию хозяйства и для получения максимального количества требуемых сортиментов ориентируются на техническую спелость леса. В этих лесах за возраст рубки обычно принимают V и VI классы возраста насаждений (81...120 лет для хвойных или 41...60 лет для мягколиственных пород).

Выводы

В ходе исторического процесса взаимодействия природы и общества происходит непрерывное усиление влияния на окружающую среду антропогенных факторов. По масштабам и степени воздействия на лесные экосистемы одно из важнейших мест среди антропогенных факторов занимают рубки главного пользования (Рубка леса в пределах расчетной лесосеки и с соблюдением эколого-лесоводственных требований является одним из необходимых: условий развития лесных биогеоценозов).

Характер воздействия рубок главного пользования на лесные экосистемы в значительной степени зависит от применяемой техники и технологии лесозаготовок.

В последние годы в лес пришла новая тяжелая многооперационная лесозаготовительная техника. Внедрение ее требует неукоснительного соблюдения технологии лесозаготовительных работ, в противном случае возможны нежелательные экологические последствия: гибель подроста хозяйственно ценных пород, резкое ухудшение водно-физических свойств почв, увеличение поверхностного стока, развитие эрозионных процессов и др. Это подтверждается данными натурного обследования, проведенного специалистами в некоторых областях нашей страны. Вместе с тем немало фактов, когда разумное применение новой техники с соблюдением технологических схем лесосечных работ, учитывающих лесоводственные и природоохранные требования, обеспечивало необходимое сохранение подроста и создавало благоприятные условия для восстановления лесов ценными породами.

Список используемой литературы

1.  Аболь П.И., Божак В.И. Новая технология на лесосечных работах с использованием комплекта машин ПЛ-2, ВТМ-4, СМ-2. М.; Общественный заочный институт, 1975 – 39 с.

2.  Бит А.Ю. лесозаготовка. Практическое руководство. – С-Петербург; «Профи-информ», 2005 – 266 с.

3.  Демьянов В.В. Переработка зеленой массы и коры дерева. – М.; «Общественный заочный институт» - 1962 – 27 с.

4.  Добровольский В.К., Барский В.Г, Кукушкин Г.Я, Николаенко В.Т. Лес и современное природопользование. – М.; «Агропромиздат» - 1966 – 297 с.

5.  Лазарев М.П. Предотвращение потерь древесины лиственных пород и лиственницы на сплаве. – «Подольская типография» - 1959 – 20 с.

6.  Ларионов А.И. Технология лесозаготовок. М.; Лесная промышленность, 1976 -215 с.

7.  Первухин В.Д. Использование лесосечных отходов и переработка древесины в леспромхозе. – М.; - «Гослесбумиздат» - 1962 -35 с.

8.  Татаринов В.П. Состояние и проблемы повышения эффективности. М.; Лесная промышленность, 1979 – 221 с.

Приложение

Рис. 1. Технологическая схема производства хлорофилло-каротиновой пасты:

1 — вальцы; 2 — вагонетка; 3 — экстрактор; 4 — холодильник; 5 — флорентина; 6 — бак-фильтр; 7 — бензобак; 8 — перегонный куб; 9 — аппарат для .омыления; 10 — мерник для щелочи; 11 — насос; 12 — внутренний холодильник

Рис. 2. Основные производственные элементы лесосеки:

Л, Б, В, Г — делянки; — пасеки; 2 — пасечные ленты; 3 — пасечные волоки; 4 — магистральные волоки;' 5 — погрузочные пункты; 6 — обустроенный центр лесосеки; 7 — лесовозный ус; В — ширина лесосеки; х ширина делянки; L — длина лесосеки; l — длина делянки