GDK: 0-010 Projektiranje gozdnih prometnic z računalnikom Mitja CIMPERŠEK* Izvleček Cimperšek, M.: Projeklir~nje go_zdf!ih prometnic z računalnikom. Gozdarski vestmk, st. 5/1990. V slovenščini, cit. lit. 9. . . . . Orisano je spreminjanje metod proJ.ektlranJa .~n gradenj gozdnih pro~e~nic v pr~tekl1h obdobJih ter poudarjena danasnja ekoloska, nar~vovar­ stvena in gozdnogojitvena vtkanost nacrtr:ega gozdnega gradbeništva. v s_odobnp ravnanje z gozdovi. Uveljavitev mahh racun~lmkov v go~dar­ stvu je omogočilo hitro in cen_eno Izdelavo nacrtov za različne gozdne prometmce. 1. RAZVOJ POVOJNEGA SLOVENSKEGA GOZDNEGA GRADBENIŠTVA Gradnja gozdnih prometnic je neločljiva sestavina gospodarjenja z gozdovi. Velika razpršenost in nepreglednost proizvodnih tvorcev, majhna koncentracija pridelave lesa na enoto površine ter težka dostopnost in prevoznost gozdnih predelov so tiste značilnosti gozdarstva, ki se na poseben način zrcalijo tudi v gozdnem gradbeništvu. Gozdne ceste in vlake so omrežje, po katerem potujejo informacije, delovna sila, stroji, materiali in izdelki. Hkrati pa so tudi največja brezna, ki pogoltneje težko prigo- spodarjene prihranke gozdarstva. Način in obseg gradenj sta se vseskozi prilagajala gozdarski tehniki in tehnologiji ter trenutni ekonomski moči panoge. V prvih povojnih desetletjih je primanjkovalo sredstev za gradnjo cest. Toda takrat zgra- jene ceste se še danes odlikujejo s kako- vostjo, ki jo pojmujemo kot ))ročno delo«. Po 1. 1960 so se z uvajanjem buldožerjev gradbena dela močno racionalizirala. Ko se je izboljšal tudi gospodarski položaj zelene panoge, je nastopilo obdobje pospešene gradnje cest. Po l. 1970 doživi gozdarstvo * Mag. M. C., dipl. inž. gozd., Gozdno gospo- darstvo Celje, TOZD Boč, 63250 Rogaška Slati- na, Ulica 14. divizije 19, YU. 252 G. V. 5190 Synopsis Cimperšek, M.: Forest Road s ~rojecti.ng by Application of Computers. Gozdarski vestmk, No. 511990. ln Slovene, lit. quot. 9. . The article presents changes in roads projec~ ting and construction methods of the ~ast. It also emphasizes ecological, r:ature protect1_ng and fo- rest cultivating aspects mcorporated m mo~ern forest management. Personal computers applica- tion in forestry has enabled fast and low-cost elaboration of forest roads projects. še eno veliko spremembo. Drago in poča­ sno živalsko vprego so začeli nadomeščati učinkovitejši traktorji. Ti pa niso zmogli takih ovir (ozke in mehke poti ter stopničasti jarki), kot sta jih lahko premagovala konjska ali volovska vprega. Za varno vožnjo strojev smo morali pospešeno preurediti ali na novo zgraditi traktorske poti. Podobne preobrata je doživljale tudi pro- jektiranje gozdnih prometnic. ':' .začetn:m povojnem obdobju smo sestavlJali nat~ncne in dobro proučene projekte. Izdelovali smo jih na podlagi zakoličena cestne osi ~n posnetih prečnih profilov. Pri načrtoy!l~JU smo dajali prednost gradbeno-tehmcmm pogojem. Zaradi ročne gradnje je bil~ te- žišče ovrednotenja v minimiranju premikov zemeljskih mas. S temi prvimi prometni- cami smo odprli velike strnjene gozdne površine in jih povezovali z javnimi promet- nicami. V glavnem so potekale po dnu večjih gravitacijskih dolin. v • V naslednjem obdobju pospesene 1n me- hanizirane gradnje smo vse bolj opuščati natančno zakoličevanje cestnih osi in ga nadomeščali le z določitvijo ničelnice. Teo- delite so zamenjali priročni padomeri. Za izdelavo načrtov ni zr;nanjkovalo samo časa, ampak tudi denarja in cel.o ustreznih kadrov. Nemalokrat se je zgodilo, da smo po cesti že vozili les, ko načrti zanjo še niso bili izdelani. Danes je prometno omrežje v naših go- zdovih že dokaj zgoščeno. Zaradi pomanjk- ljivega načrtovanja pa smo marsikje po nepotrebnem ranili krajino in zaostrili od- nose med gospodarskim računom in narav- nim okoljem. Negozdarji so nas začeli gla- sno opozarjati na te napake in družba je z različnimi predpisi zajezila nenačrtno pola- ganje prometnic. 2. GRADNJA GOZDNIH PROMETNIC JE SESTAVNI DEL INTENZIVNEGA GOZDNOGOJITVENEGA OBRATA Najslabše države imajo največ zakonov. Tacit Slovensko gozdno gradbeništvo urejajo trije gozdarski predpisi: (1) Zakon o gozdovih (Ur. l. SRS 18/85) vsebuje v 8. členu splošna določila o grad- nji, vzdrževanju in uporabi cest, prometnih omejitvah in poudarja njihov ekološki in družbeni pomen. Vsakomur dovoljuje upo~ rabo ceste, skrb zanjo pa nalaga samo gozdarstvu ! (2) Uredba o urejanju posameznih raz- merij iz· zakona o gozdovih (Ur. l. SRS, 31/86) obravnava označbo gozdnih cest in omejitve prometa na njej ter začasne ali trajne zapore določenih cestnih odsekov. V 5. in 6. členu >>pretkane in natančno« pred- pisuje, da moramo za gradnjo gozdne ce- ste, ki je širša od 4,5 metra, pridobiti krči­ tveno dovoljenj~. Za gozdne ceste, ki so ožje od 4,5 metra, in gozdne vlake, ki so širše od treh metrov, pa mora biti izdano dovoljenje za sečnjo na golo. (3) Pravilnik o gradnji in vzdrževanju gozdnih prometnic (Ur. l. SRS 44/87) do- loča pogoje načrtovanja, gradnjo in vzdrže- vanje. Razlikuje gozdne ceste in stalne oziroma začasne vlake. Za gradnjo gozdne ceste zahteva lokacijsko in gradbeno dovo- ljenje, za gradnjo stalnih vlak pa zadošča lokacijsko dovoljenje. Pravilnik določa tudi tehnične pogoje, ki jih moramo upoštevati pri načrtovanju in gradnji. Tako.,k.ot ostala zakonodaja tudi normati- vizem na področju gozdnega gradbeništva boleha za pretiranim predpisovanjem. Za vsa ta določila je značilno, da so preveč tehnološko obarvana in premalo upoštevajo ekološke in naravovarstvene posledice predvidenih gradbenih posegov. Gozdne komunikacije so linijski gradbeni element, vendar se v gozdnem· prostoru obnašajo kot trodimenzionalni objekt. Zaradi tega imajo veliko večji vpliv na okolje, kot bi ga pričakovali od izkrčene površine cestnega telesa. Prometnice prerežejo pobočja, gre- bene in vodotoka, ovirajo živali in rastline, vplivajo na vodni režim, mikroklimo in spre- minjajo krajinsko podobo. Promet povzroča hrup, smrad, odlaganje strupenih sestavin (svinec) in širjenje divjih odlagališč v ozkem pasu ob prometnici. Za optimalno polaganje prometnic in za zmanjševanje škodljivih učinkov moramo sočasno proučiti vse bo- doče vplive nove prometnice. Za ekološko presojo novogradenj priporočamo smerni- ce, ki so jih kot opomnik sestavili v univer- zitetnem Inštitutu za krajinarstvo v Frei- burgu (2). Slovensko gozdarstvo se razlikuje od srednjeevropskega med drugim tudi po skromni odprtosti gozdov. Ta zaostanek lahko pripišemo majhni pomoči naše dru- žbe pri opremljanju gozdov s cestami. Bolj razvita okolja so spoznala, da gozdne ceste niso namenjene samo pridobivaju lesa, am- pak imajo še pomembnejše družbenoeko- nomske, turistične in rekreativna naloge. V naših gozdovih smo prometnice gradili s sredstvi, ki smo jih privarčevali s prodajo tistega lesa, ki smo ga posekali v dostopnej- ših gozdovih. Zaradi ekonomske nujnosti smo denar pretapljali iz enostavne v razšir- jeno reprodukcijo. Taka vsiljena računica je marsikje zamajala ravnotežje sestojnih struktur in preobremenila bližnje gozdove. Ekonomski cilj gozdarstva je poleg zago- tavljanja varovalnih in socialnih vlog tudi smotrno pridelovanje lesa. V proizvodni ceni gozdnih sortimentov je strošek tran- sporta najvplivnejši. Vse bolj prevladuje spoznanje, da odpiranje gozdov ni name- njeno le smotrnejšemu pridobivaju lesa, ampak pomeni ,>conditio sine qua non« za intenzivno gospodarjenje z gozdovi vseh razsežnosti. Zato lahko z veliko zaneslji- vostjo uporabimo gostoto prometnic v go- zdu za oceno intenzivnosti ravnanja z go- zdovi. Odprtost gozdov odločilno vpliva na smotrno rabo etata. Zaradi umiranja gozdov G. V. 5/90 253 in pogostih ujm se povečuje delež slučajnih pripadkov. Bolno in mrtvo drevje vsako leto sekamo na večjih površinah. V jalovih go- zdovih pa odkazujemo umirajoča in suha drevesa na istih površinah že dvakrat na leto. Pri tako močni površinski razdrobljeno- sti etata je pridelava smotrna samo tam, kjer so gozdovi trajno zadovoljivo odprti. 3. RACIONALIZACIJA IZDELAVE PROJEKTOV Z RAČUNALNIKOM Projektiranje gozdnih cest z računalni­ kom slovenskemu gozdarstvu ni neznano. Ledino so že l. 1973 zaorali kočevski go- zdarji, nekaj let kasneje so se jim pridružili v Gozdnem gospodarstVu Slovenjgradec (1976). V Kočevju je tjir program prirejen podrobnemu zakoličevanju cestne osi. Ta način dela pa smo opustili že pred dvema desetletjema. Slovenjegraški program je temeljil na zakoličenju ·ničel nice, vendar zaradi določenih težavnih izravnav cestne osi ni zbudil večjega zanimanja (6). L. 1988 je Odbor za gozdno gradbeništvo Buldožerji so omogočili pospešeno in smotrno pripravil zanimiv prikaz projektiranja cest zgostitev gozdnih prometnic na kompatibilnem »mikru« PC IBM. Pro- Rane v krajini, povzročene s površno gradnjo prometnic, nemo in dolgo opozarjajo na storjene napake 254 G. V. 5190 gram je Gozdno gospodarstvo Kočevje na- okolje cestno os gibljivo prilagajamo teren- ročilo pri Mikrodati. Je izredno mnogovrsten skim razmeram. in ustvarjalen, toda žal zahteva podrobno Razdalje med profili merimo na terenu, zakoličevanje. Ta demonstracija je bila vendar je hitreje in dovolj natančno, če spodbuda za izdelavo programa, ki bi po- traso prenesemo na karto (TTN) v merilu datke zajemal iz padomerske ničelnice. 1 :5000 in razdalje posnamemo z nje. Nagib Program smo razvili iz računalniškega terena in vkopna širina sta za predizmere obračuna opravljenih gradbenih del, ki smo in prečne profile najpomembnejša vhoda. ga uveljavili pred tremi leti (3). Iz teh dveh podatkov z upoštevanjem de- Računalniški algoritem temelji na ničelni- leža kamenja, izračunamo nagib odkopne ci, ki jo s trakom ali barvnim pršilcem brežine. Ta je tem večji, čim . .večjaje strmi na prenesemo na pripravna drevesa ob trasi. -· terena in čim več je kamel')ja v profilu. Na mestih, kjer se vhodni parametri spremi- Največje napake izvirajo iz' ocenjevanja njajo, si zamislimo profile in v terenski deleža kamenja (V. kategorija), ~ar pa žal snemalni list zapišemo naslednje podatke: odločilno vpliva na gradbene s~oške. - nagib nivelete, - razdaljo med profili, - nagib terena, - oceno deleža kamenja, oceno pogojev miniranja, - vkopno širino in - premer propusta. V krivinah in na velikih strminah upošte- vamo ekscentričnost oziroma zamik profi- lov. Zaradi zmanjšanja premikov zemeljskih gmot in manj moteče vraščenosti telesa v S pomočjo matematičnih obrazcev anali- tične geometrija v ravnini in trigonometrič­ nih funkcij izračunamo koordinate vseh točk tako v prečnem kot v vzdolžnem prerezu (priloga 1, 2 in 3). Pretvorba izkopnih količin v nasipne je zasnovana na merjenjih (4) in izkustvih. Tudi tu smo uporabili hevristično predpo- stavka, da se odkotrlja več zemlje na večjih strminah in tam, kjer je teren bolj kamnit. Računalniški program je strukturiran v štiri module: Zadnja tlakovana gozdna cesta v Maclju je bila zgrajena l. 1956 v Dobovcu G. V. 5/90 255 - vstavljanje terenskih podatkov, izračun količin in izpis na tiskalnik, - izris prečnih in vzdolžnih profilov ter izris situacije na risalniku. številski izpis podatkov. je predstavljen v treh tabelah. Prva prikazuje vstavljena po- datke in izračunane koordinate točk. Na- slednja tabela (predizmere) vsebuje izraču­ nane količine po posameznih profilih, tretja pa je podrobno razčlenjen predračun. Za celoten stroškovnik moramo vstaviti še šte- vilo panjev po združenih debelinskih stop- njah in sestavine stroškov gramoziranja. Grafični del sestavljajo.:izrisi ·prečnih in vzdolžnega profila. S transformacijo karte- zijanskih Vv polame koordinate je mogoče izrisatj .tudi situacijo. Delo z računalnikom je ~nostavno. Z uporabnikom se vzpostavi interaktivni odnos, pri katerem ta samo vstavlja podatke kot zahtevane odgovore na vpršanja. Program je napisan v jeziku Basic in ga lahko uporabljamo na vseh PC računalni­ kih. Za izpis potrebujemo 80-stolpčni tiskal- nik in risalnik, če je le mogoče velikosti A3. Priloga 1 : IZRAČUN KOORDINAT T1 IN T2 S = oa;lb brez Int T = n111lb ttr1n1 115:: vkopna •lrloe vs TAH=Iyl-y2l/!x1·x2l TAH·TAHCS)) ri:-VStTAHIBlUAIItFektar Faktar::US-T>/IIilll PDVIoulpal::VtCCI +C2> /2 ::l/tCV/TAIICTl+II/TAIH45-Tll/2 ::\ltllt.(TA!ItT)+T All< ~5-T> l/ 1. OSNOVNI PODATKI -::::. Zap. št Nagib Razdalja Nagib Globina Pogoji Vkopna Stičnica useka Stični ca nasipa Premer Siri na Clt prof. nivelete med prof. terena kamenja miniranja širina ux uv PX PV NV pro pusta koridor ta o 1 o.oo 0,00 1,00 0,00 0,00 4,00 0,07 4,07 0,07 4,28 4,20 0,00 5,91 2 10,00 59,09 20,00 0,00 0,00 4,00 2,10 5,76 2,31 6,33 4,02 0,00 9,10 3 5,00 29,89 25,00: 0,00 0,00 4,00 2,96 6,33 3,38 7,24 3,86 60,00 10,62 4 0,00 30,00 30,00 0,00 0,00 4,00 4,05 7,01 4,95 8,57 3,61 0,00 12,79 5 -5,00 39,85 25,00 0,00 0,00 4,00 2,96 6,33 3,38 7,24 3,86 0,00 10,62 2. IZKAZ KUBATUR Zapor. Strojni odkop-4. kategorije Strojni odkop-S. kategorije Skarp. Planir. štev. Ugodni pogoji Povprečni poJloji Neugodni PO§loji profila -2m3 2-4m3 nad 4 in3 -2m3 2-4m3 . nad 4m3 -2m3 2-4m nad4m3 -2m3 2-4m nad4m3 1 o 64 o o o o o o o o o o o o 2 o o 140 o o o o o o o o o 167 356 3 o o 181 o o o o o o o o o 111 175 4 o o 245 o o o o o o o o o 145 168 5 o o 253 o o o o o o o o o 148 234 6 o 166 o o o o o o o o o o 127 270 7 o 101 o o o o o o o o o o 62 183 8 o 133 o o o o o o o o o o 72 211 9 84 o o o o o o o o o o o 125 366 ) ,-, t . :--5 \'" 3.PREDRAČUN Vrsta del Količina Cena/enoti Vrednost din 1. Zavarovanje osi trase 332 196,200 65,147,710 2. Krčenje panjev do 30 cm 25 402,500 10,062,500 3. Krčenje panjev od 30 do 60 cm 14 552,500 7,735,000 4. Krčenje panjev od SO do 90 cm 7 805,000 5,635,000 5. Krčenje panjev nad 90 cm 4 1,332,000 5,328,000 Strojni odkop v 4. kategoriji 6. ----do2m3/tm---- 203 350,331 71,110,860 7. ----od2do4m3/tm---- 484 237,660 115,122,200 8. ----nad4m3/tm---- ......... 394 189,402 74,687,460 Strojni odkop v 5. kategoriji -ugodni pogoji- 9. ----do2 m3/tm---- o 1,215,640 o 10. ----od 2do4 m3/tm---- o 642,850 o 11. ----nad4m3/tm---- o 468,480 o -povprečni pogoji- 12. ----do2m3/tm---- o 1,316,340 o 13. ----od2do4m3/tm---- o 722,000 o 14. ----nad4m3/tm---- o 523,480 o -neugodni pogoji- 15. ----do2m3/tm---- o 1,533,190 o 16. ----od2do4m3/tm---- o 844,300 o 17. ----nad4m3/tm---- o 599,880 o 18. Škarpiranje v 4. kategoriji 700 74,810 • ',52,348,240 19. Škarpiranje v 5. kategoriji o 90,950 "• o 20. Planiranje v 4. kategoriji 1,283 3,360 4,310,924 21. Planiranje v 5. kategoriji o 37,282 o 22. Vzdolžno odvodnjavanje 332 8,400 ,< 2,789,198 23. Prečno odvodnjavanje 3 4,705,284 '14,115,850 24. Utrjevanje z gramoziranjem o 42,000 o Skupaj 428,392,900 Objekt: GABROVEC SITUACIJA G. V. 5190 259 nost med cestnim telesom in okoljem. Op- timalna trasa gozdnih prometnic mora pote- kati tako, da je čim bolj vraščena v relief. Če dodamo še zahteve po vključitvi struk- turnega izraza, dominant, silhuet in urbane podobe, spoznamo, da je načrtovanje gozdnih prometnic zahtevna in odgovorna tehnična in kulturna naloga gozdarstva. Z računalnikom prihranimo veliko časa, saj potrebujemo za vstavljanje podatkov in vsa vzporedna opravila manj časa, kot ga izgu- bimo s sestavljanjem vlog za pridobitev gradbenega in krčitvenega dovoljenja. Z dobrim poznavanjem terena lahko v enem dnevu gozdno cesto strasiramo in naredimo načrt. Pri ročni izdelavi projektov je bilo za kilometer ceste potrebnih od 90 do 200 ur delovnega časa {9). Pri delnem vključeva­ nju računalnika se ta čas lahko razpolovi (1), s predstavljenim programom pa potre- bujemo za enak-obseg dela samo še 5 do 1 O odstotkov prvotnega časa. Računalniku prepustimo vsa zamudna in rutinska opravil~. V tako prihranjenem času pa se lahko oolj posvetimo preverjanju variant. Temu izboru smo doslej posvečali premalo pozornosti. Ovrednotenje vseh. mogočih rešitev postaja bolj pomembno tudi zaradi tega, ker utiramo pota v vedno Prometnica odpira gozd tudi širšemu krogu ljudi. Gre za njen učinek, ob katerem so mnenja gozdarjev deljena. (Vse slike - foto: Mitja Cimperšek) 260 G. V. 5190 višje in bolj strme predele, ki so ekološko in naravovarstveno bolj občutljivi. VIRI 1. Andrejc, H.: Projektiranje gozdnih cest s pomočjo računalnika, Ljubljana 1982, diplomsko delo. 2. Burger, R. idr.: Leitfaden zur Beurteilung von Strassenbauvorhaben unter Gesichtspunkten des Natur- und Landschaftsschutez. Schriftenreihe des lnstituts tur Landespflege Universitat Frei· burg, 10/1987. 3. Cimperšek, M.: Računalniški obračun pri gradnjah gozdnih prometnic, Gozdarski vestnik 5/1989. 4. Dobre, A.: Oblikovanje cestnega telesa in ozelenitev brežin pri gradnji gozdnih cest, Ljub~ ljana 1978 (IGUS). 5. Hostnik, M.: Nova izhodišča za načrtovanje gozdnih prometnic Gozdarsko načrtovanje- inte- gralni del družbenega planiranja, Ljubljana 1979. 6. Krajnc, V.: Možnost uporabe računalnika pri . projektiranju gozdnih cest na Gozdnem gospodar- stvu Celje, Celje 1983, strokovna naloga. 7. Schafer, G.: Auftrag und Nutzen des Studien- bereichs Walderschliessung heute, AFZ 42-43/ 1989. 8. Wirsching, J. R. in R. H.: lntroductory surve- ving, ~ew York 1985. 9. Zagar, J.: Analiza projektantskih del za izdelavo ničelnih linij in glavnih projektov, Celje 1974 (interni stroškovnik).