CC BY
28
УДК 630 *383
ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ТРАНСПОРТНОГО ОСВОЕНИЯ ЛЕСНОГО УЧАСТКА НА ПРИМЕРЕ ПРЕДПРИЯТИЙ НИЖНЕГО ПРИАНГАРЬЯ
О.В. Болотов, Р.А. Черных
ФБГОУ ВО «Сибирский государственный технологический университет» 660049, Красноярск, пр. Мира 82; e-mail: hydra1isk@ya.ru
Рассмотрены современные требования к освоению лесных участков, приведена плотность дорог в лесах некоторых стран Европы, в сравнении с аналогичным показателем в Российской Федерации и, непосредственно, в Нижнем Прианга-рье Красноярского края. Описана методика определения экономической доступности ресурсов древесины обеспечивающая минимум транспортных затрат на строительство сети лесных дорог, связывающей отдельные участки леса с нижним складом сырья. Для ее реализации разработаны алгоритм, математическая модель и программное обеспечение. ПО включает две программы для ЭВМ зарегистрированные в государственном Реестре - «Проектирование рациональной схемы сети лесных дорог». Приведен анализ схемы транспортного освоения лесного участка с учетом существующих транспортных путей, основных природно-климатических и технико-экономических факторов. Анализ проводится на основе сравнения изменения протяженности дорог и среднего расстояния вывозки древесины. В ходе эксперимента варьируются затраты на строительство 1 км дороги в пределах от 1000 до 4000 тыс. руб, при неизменных затратах на заготовку и вывозку древесины, а также при постоянной цене 1 м3 древесины. На основе этих данных, выполнено построение схемы сети дорог, и определены экономические показатели транспортного освоения лесного участка для каждого из трех вариантов. В ходе эксперимента установлено, что увеличение затрат на строительство дорог приводит к уменьшению общей протяженности дорог, но при этом вызывает увеличение среднего расстояние вывозки, что, в конечном итоге, вызывает снижение рентабельности освоения лесного участка. В рассмотренном примере показатели изменялись следующим образом: среднее расстояние вывозки увеличилось на 10%, протяженность дорог сократилась на 13%, а рентабельность снизилась на 20%. Кроме того установлено, что при проектировании схем дорог на основе центров кварталов, позволяет получать плотность лесных дорог (магистралей и веток) порядка 2-3 км на 1000 га.
Ключевые слова: лесной участок, схема транспортного освоения, проектирование схемы сети дорог
The modern requirements for the development of forest plots shows the density of roads in the forests of some European countries, compared with the similar index in Russian Federation and, directly, in the Lower Angara Region, Krasnoyarsk Territory. A method for determining the affordability of wood resource provides minimum transport cost for the construction of a network of forest roads linking the individual forest plots with lower raw material warehouse. To implement it developed an algorithm, a mathematical model and software. The software includes two programs for computers registered in the state register - "Designing a rational scheme of the forest road network." The analysis of transport development schemes forest plot, with considering existing transport routes, major climatic, technical and economic factors. The analysis is based on comparisons of changes road length, and average distance hauling wood. During the experiment, vary the cost of building 1 km of road in the range of 1000 to 4000 thousand Rubles, at constant costs of harvesting and removal of timber, as well as a fixed price of 1 m3 of wood. On the basis of these data, carried out the construction scheme of the road network, and identified economic performance of the transport development of the forest area for each of the three options. The experiment found that the increase in the construction costs of roads leads to a reduction in the total length of the roads, but it causes an increase in the average distance hauling, which ultimately causes a decrease in the profitability of the development of the forest plot. In this example, indicators changed as follows: the average distance removals increased by 10%, the length of roads has decreased by 13% and profitability decreased by 20%. Also it found that the design of the road schemes basis on center forest quarters, allows obtain the density of forest roads (highways and branches) of the order of 2-3 km per 1000 hectares.
Keywords: forest plot, transport development schemes, the design scheme of the road network
ВВЕДЕНИЕ
В Российской Федерации плотность дорог в лесах несравненно ниже, чем в других европейских «лесных» странах. Например, в Финляндии плотность дорог в лесах составляет 40 км на 1000 га лесной площади, в Швеции - 11, в России соответственно - 1,2, а в Нижнем Приангарье Красноярского края эта цифра составляет 0,35. При этом близко к оптимальным значениям считается плотность дорог не менее 8 км на 1000 га.
Решение задачи увеличения плотности лесных дорог должно начинаться с разработки методики
проектирования рациональных схем транспортного освоения лесных участков и его экономического обоснования. Она должна обеспечивать минимум транспортных затрат на строительство сети лесных дорог, связывающей отдельные участки леса с нижним складом сырья, при этом учитывать существующие транспортные пути, основные природно-климатические и технико-экономические факторы.
Для решения этой задачи в Сибирском государственном технологическом университете были разработаны: алгоритм, математическая модель, программное обеспечение (две программы для ЭВМ
зарегистрированы в государственном Реестре - «Проектирование рациональной схемы сети лесных дорог», сокращенно программа «СЛД», № 2008614147 и № 2009610561) (Болотов, 2005; Ельдештейн, 2008). На их основе была представлена методика, которая позволяет принимать решения при планировании использования участка лесного фонда, основываясь на спроектированной схеме сети лесных дорог и оценивать экономическую эффективность лесных ресурсов (Черных, 2011).
Для выполнения расчетов по данной методике необходимо собрать ряд исходных данных:
- карта лесного участка, окрашенная по преобладающим породам, с указанным пунктом доставки заготовленной древесины и существующими дорогами;
- таксационная характеристика лесного фонда этого участка;
- предполагаемая цена реализации древесины отдельно по породам, сортам и категориям крупности;
- топографическая карта объекта исследований;
- себестоимость лесозаготовки 1 м3 древесины без транспортных затрат;
- стоимость вывозки 1 м3 древесины на 1 км в зависимости от типа дороги;
- стоимость строительства 1 км автодороги в зависимости от типа и категории трудности строительства для лесовозных и лесохозяйственных дорог;
- стоимость содержания и ремонта 1 км дороги;
- таблицы хода роста, действующие в данном регионе.
Собранные данные нужно подготовить, разделить лесной участок на укрупненные выделы по группам классов возраста и породе древостоя и выделить участки лесного фонда, недоступные к освоению по экологическим, природоохранным и другим требованиям и исключить их из расчета. Нужно отдельно по породам, по таксационным характеристикам определить запас древостоя отдельно для каждого выдела. Для древо-стоев, не достигших возраста рубки, запас определяется по таблицам хода роста на период достижения этого возраста и по группе класса возраста древостоя определить период освоения каждого выдела.
На карте необходимо ввести прямоугольную систему координат и указать координаты пункта доставки, а для каждого выдела определить его геометрический центр и координаты. Затем обозначить существующие дороги и все природно-географиче-ские особенности местности (реки, болота и т.п.) и рельеф и указать возможное удорожание затрат на строительство дорог по этим участкам.
Для проектируемых и существующих дорог нужно ввести информацию о затратах на строительство 1 км, его содержание и ремонт, а также вывозку 1 м3 древесины в зависимости от типа дороги.
Для каждого выдела необходимо определить нижнюю границу рентабельности, которая обеспечивает нормальную прибыль при его освоении.
Ряд пунктов можно выполнить, используя ГИС. Так информация о природно-географических особенностях местности (реки, болота и т.п.), рельефе и су-
ществующих дорогах, как правило, уже оцифрована, и ее можно загрузить в программу из электронных источников. Кроме того, можно выполнить упрощенный расчет, в таком случае часть пунктов можно пропустить.
После ввода и подготовки данных осуществляется обработка информации с помощью программы СЛД, в результате чего получаем схему сети лесных дорог и следующий набор технико-экономических показателей исследуемого лесного участка: схема лесовозных дорог с указанием периода освоения каждого укрупненного выдела; для каждого выдела определяются расстояние до пункта доставки, суммарные затраты на строительство, содержание дорог, вывозку древесины и прибыль от освоения ресурсов древесины; для всего расчетного участка определяются суммарная протяженность лесовозных дорог, плотность транспортной сети и среднее расстояние вывозки; исходя из прибыли и ее соотношения с нормативным уровнем рентабельности, определяется степень доступности каждого участка ресурсов.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ
По описанной выше методике выполнено проектирование для одного из арендных участков Нижнего Приангарья Красноярского края (Лесной план Красноярского края, 2008). В таблице 1 приведены три варианта технико-экономических показателей лесопользования.
Таблица 1 - Варианты технико-экономических показателей лесопользования
Номер варианта Цена 1 м3 древесины, руб Затраты на заготовку, руб/ м3
1 2000 700
2 2000 700
3 2000 700
; а« й ^ -N 0
и В "ч го 3 й
й £ К о
§ ё £
по ^
3
° ^
Л £ о " чд о
3 ^
1000 2000 4000
В ходе исследования варьируются затраты на строительство 1 км дороги в пределах от 1000 до 4000 тыс. руб, при постоянных затратах на заготовку и вывозку древесины, а также при неизменной цене 1 м3 древесины. На основе этих данных, выполнено построение схемы сети дорог (рисунок 1 и 2), и определены экономические показатели транспортного освоения лесного участка для трех вариантов. Для каждого варианта разработана схема дорог, а для каждого квартала определены: стоимость товарной продукции, тыс. руб/м3, затраты на лесозаготовку, тыс. руб/м3, рентабельность в %, расстояние от каждого квартала до нижнего склада, км, затраты на вывозку, тыс. руб, затраты на строительство и ремонт дорог, тыс. руб, прибыль, тыс. руб.
с первым вариантом), что в целом снижает рентабельность освоения на 20%. Кроме того, полученная схема дорог относится к «вильчатому» типу (рисунок 2), а схемы первого и второго вариантов ближе к схемам «комбинированного» типа.
Рисунок 1 - Фрагмент схемы дорог лесного участка, вариант 1
Графическое изображение схем дорог для первого и третьего вариантов приведено на рисунках 1 и 2.
Для них были приняты следующие обозначения: ^^ - пункт доставки древесины; ——— - существующие дороги; " - спроектированные дороги.
Кроме того был получен ряд параметров относящихся в целом ко всему участку: суммарная протяженность дорог, среднее расстояние вывозки, плотность дорог и средний уровень рентабельности. В первом варианте была получена самая большая величина протяженности дорог и плотности дорожной сети, они составили 292 км и 3 км / 1000 га (рисунок 1). Это позволило получить минимальное среднее расстояние вывозки среди трех вариантов, которое составило 31 км. При втором наборе технико-экономических показателей были получены средние значения рассматриваемых параметров. В третьем случае была получена минимальная протяженность дорог (254 км), но среднее расстояние вывозки составило 34 км. Это приводит к снижению затрат на строительство дорог и увеличению затрат на вывозку (по сравнению
Рисунок 2 - Фрагмент схемы дорог лесного участка, вариант 3
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На этом примере показана возможность оперативного расчета различных вариантов схем транспортного освоения лесного участка и определения его экономической эффективности. Для рассмотренного объекта была спроектирована схема магистралей и веток, определены и проанализированы основные технико-экономические показатели.
При изменении соотношения между стоимостью вывозки древесины и затратами на строительство дорог изменяются и их схемы. Адекватно изменяется доступность лесных ресурсов. Например, с увеличением затрат на строительство дорог, уменьшатся их протяженность, но увеличивается среднее расстояние вывозки (292, 270 и 254 км, 31, 33 и 34 км соответственно). Это приводит к уменьшению рента-
бельности в среднем на 20% по арендному участку. Проектирование схемы дорог по центрам кварталов позволяет получить плотность дорог порядка 2 - 3 км на 1000 га (~3 км первом случае и ~2,5 км в третьем, рисунки 1 и 2).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК:
Болотов, О.В. Основы расчета и планирования устойчивого управления лесопользованием: монография [текст]/ О.В. Болотов, Ю.М. Ельдештейн, А.С. Болотова, А.П. Мохирев, Е.В. Горяева.- Красноярск: СибГТУ, 2005. - 183 с.
Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2009610561 [текст]/ О.В. Болотов, Ю.М. Ельдештейн, Р.А. Черных; заявитель и патентообладатель СибГТУ.- Заявка № 2008615673, заявл. 03.12.2008, зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 23.01.2009.
Черных, Р.А. Обоснование выбора алгоритма поиска кратчайшего пути для построения схемы сети лесовозных дорог [текст]/ Р.А. Черных // Хвойные бореальной зоны / Под редакцией проф, д.б.н. Павлова Н.И. - Красноярск СибГТУ, 2011 - с. 130-133.
Лесной план Красноярского края 2008 - 2018 [Электронный ресурс] / Красноясркий край - официальный портал: http://krskstate.ru/dat/bin/docs_attach/38068_prilojenie.doc.
По ступила в редакцию 21.06.16 Принята к печати 12.09.16
