Губин И.В., Гудаева Е.А.
ГОУ ВПО «Сибирский
государственный технологический университет»
Исследование физико-механических свойств топляковой
древесины*
Антропогенное воздействие в
результате строительства ГЭС наносит невосполнимый ущерб экосистеме. Запрещение молевого сплава, а также сокращение водного
транспорта позволили уменьшить объемы поступления древесной массы в водоемы.
Однако на территории Красноярского края на 12 реках используется водный
транспорт, необходимый для ряда лесозаготовительных предприятий, в результате
чего водоемы Сибири ежегодно пополняются древесной массой, что влияет на
качество воды и нарушает биогеоценоз.
За последний
период, начиная с 90-х годов, объемы лесных массивов резко снизились; в
леспромхозах России возросла хищническая заготовка древесины, нелегальная
продажа ее за рубеж почти за бесценок. Это негативно сказывается не только на
районах, где непосредственно ведется заготовка, но и на экономике страны в
целом.
В связи с этим
необходима разработка программ по очистке сибирских рек, водоемов от топляковой древесины и плавающей древесной массы. Проблема
очистки рек и водохранилищ является глобальной, решение которой позволит
улучшить экологическое равновесие в природе, повысить объем дополнительных
лесных ресурсов с целью вовлечения их в производство.
Очистка
водохранилищ ГЭС от плавающей и затопленной древесной массы улучшает не только
экологическую обстановку на водоемах, но и сохраняет сотни тысяч гектар лесопокрытых
территорий путем вовлечения топляковой древесины в производство.
*Примечание: работа
выполнялась при финансовой поддержке гранта Федерального агентства по науке
№02.442.11.7505
На
сегодняшний день известны объемы и качество затопленной древесины. Исследования
показали, что поднятая из воды древесина, пролежавшая в воде более 20 лет, не
теряет своих свойств и может быть сырьем для деревообрабатывающей и
целлюлозно-бумажной промышленности.
На
Красноярском водохранилище объем плавающей древесины составляет около 104 тыс.
м3, освоение которой ведется в основном прилегающими колхозами и
местным населением для собственных нужд (около 7,1 тыс. м3 в год).
В
водохранилище Саяно-Шушенской ГЭС было затоплено 3,5 млн. м3. Запасы
плавающей древесной массы составили 710,5 тыс. м3.
При строительстве гидростанции лесосводке и лесоочистке лож водохранилищ не уделялось должного
внимания. Поэтому в разные годы затоплялось без лесоочистки от 35 % до 67 %
затопленных площадей.
На стадии подготовки лож
водохранилищ ГЭС на реках Сибири проведение лесосводки не предусматривалось в
полном объеме, что вызвало затопление 24,69 млн. м3
древесины[1, 3].
Из приведенных данных следуют выводы:
·
на всех водохранилищах ГЭС Сибири в настоящее время
сосредоточены запасы плавающей древесной массы в объеме 4,2 млн.м3;
·
объемы плавающей древесной массы на водохранилищах ГЭС Сибири
практически не изменились с начала ее
освоения;
·
плавающая и затопленная древесная масса является причиной
загрязнения водных объектов.
Решение вышеперечисленных проблем требует
вмешательства человека, разработки технологий по снижению отрицательного
воздействия плавающей и затопленной древесной массы на водохозяйственные
объекты, ее очистке и переработке в продукцию.
Исходя из этого, цель исследований заключается в
разработке научных основ прогнозирования засорения и очистки водохранилищ ГЭС
от плавающей древесной массы, затопленной древесины и вовлечение в
производство. Одной из поставленных задач является исследование качественных
характеристик топляковой древесины на примере
лиственницы.
1. оценка качества топляковой древесины в зависимости от сроков нахождения ее
в воде: цвет, окрас, изменение заболонной части сортимента или хлыста,
целостность торцевой части, механические повреждения, наличие трещин, глубина
их проникновения в зависимости от диаметра древесины.
2. установление фракционного
состава плавающей и топляковой древесины и их
объемов, с целью выявления товарной характеристики лесоматериалов: объемы
условно-деловой древесины, древесного сырья, древесного лома.
Цвет древесины лиственницы
при нахождении в воде более 10 лет (р. Мана)
приобрел более темную окраску вследствие экстракции водорастворимых веществ. Торцевые части серые.
Подготовка образцов топляковой
древесины, находящихся под уровнем воды
проводилась согласно ГОСТ 16483.0-78. Определялись основные механические
показатели: сжатие вдоль волокон; скалывание вдоль волокон; статический изгиб;
растяжение вдоль волокон (таблица 1.1). Предел прочности образцов с
нормализованной влажностью пересчитывался
на влажность 12 %.
Выполненные на
первом этапе работы позволили уточнить источники поступления древесины в
водохранилища ГЭС Сибири, провести предварительные исследования
физико-механических характеристик топляковой
древесины лиственницы для дальнейшего анализа по ее использованию в производстве.
Таблица 1.1 –
Сводные результаты механических испытаний древесины лиственницы
|
Наименование показателя |
Статистические характеристики показателей |
Таблич. значения показателей при W=12%,
МПа |
||||
|
Кол-во опытов, n |
Сред.арифметическое значение показателя М, МПа |
Средне-квадратическая ошибка σ, МПа |
Коэффициент вариации V, % |
Показатель точности Р, % |
||
|
Сжатие вдоль волокон |
42 |
59,3 |
6,55 |
11 |
2,9 |
63,3 |
|
Скалыва-ние вдоль волокон |
38 |
7,4 |
2,07 |
28 |
20,6 |
9,2 |
|
Статический изгиб |
18 |
100,9 |
11,7 |
11,6 |
7,5 |
109,4 |
|
Растяже-ние вдоль волокон |
17 |
82,2 |
10,1 |
15,3 |
13,6 |
122,6 |
Список использованных источников
1.
Корпачев, В.П. Проблема загрязнения и засорения древесной
массой рек и водохранилищ Ангаро-Енисейского региона / В.П. Корпачев, Л.И.
Малинин, В.Н. Худоногов В.Н. и др. // Лесоэксплуатация:
Межвуз сб. науч. тр. –
Красноярск: КГТА. - 1995. - С. 7-17.
2.
Корпачев, В.П. Рациональное использование водных ресурсов.
Водохранилища ГЭС и ЛЕС / В.П. Корпачев.
- Красноярск: СибГТУ, 1998. - 153 с.
3.
Корпачев, В.П. Экологический аспект засорения древесной
массой водохранилищ ГЭС и рек Ангаро-Енисейского региона / В.П. Корпачев, Е.Н. Юров, К.В. Гудаев, Е.Ю. Троцкий, А.А.Мальцев. – Красноярск: СибГТУ. -
2000. - 13 с.