Hodnocení stromů akustickým tomografem

Bc. Eliška Chrzová, DiS.

Master's thesis

Acoustic tomography for assessment of trees

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývala hodnocením dřevin, diagnostickými přístroji, šířením zvuku a poškozením dřevin. Hodnocení dřevin se mohlo provádět dvěma způsoby, vizuálním hodnocením nebo pomocí přístrojů. Jedním z diagnostických přístrojů byl akustický tomograf, s kterým bylo poškození měřeno. Akustický přístroj využíval rychlost šíření zvuku. Zvuk se šířil dřevem, pokud se ve dřevě vyskytl defekt, zvuk ho bral jako překážku a jeho rychlost se zpomalila, nebo překážku obešel. U poškození dřevin záleželo na velikosti, jeho umístění a čím bylo způsobeno. Poškození mohlo být způsobeno mechanickým poškozením a abiotickými činiteli, těmito poškozeními mohlo dojít k rozšíření biotických činitelů, které způsobili další poškození. Akustickým tomografem se měřila nasimulovaná poškození na špalcích dřevin jabloň domácí (Malus domestica), smrk ztepilý (Picea abies), vrba bílá (Salix alba), borovice lesní (Pinus sylvestris), modřín opadavý (Larix decidua) a buk lesní (Fagus sylvatica). Celkem bylo provedeno jedenáct měření, dvě byly bez poškození a devět jich bylo s nasimulovaným poškozením. Simulovanými poškozeními byly vydlabání tlení (vzorek 1(b) - Malus domectica), vytvoření dutin dvou různých rozměrů (dva vzorky 2 a 3 - Salix alba), dutina naplněná vodou a zamrazená (vzorek 4 (a) - Picea abies), dutina s vodou (vzorek 4 (b) - Picea abies), obtočení drátu kolem obvodu (vzorek 5 (b) - Fagus sylvatica), na třech vzorcích bylo vytvořeno poškození motorovou pilou přes celý průměr vzorku, na hloubku lišty pily (vzorek 6 - Larix decidua, vzorek 7 - Picea abies a vzorek 8 - Pinus sylvestris). Nedotčenými vzorky byly vzorek 1 (a) Malus domestica s původním tlením a vzorek 5 (a) Fagus sylvatica, který byl zdravý. Výsledky byly zajímavé, vzorky 1a, 1b, 2, 3, 4b a 5a se zobrazily v takovém stavu, v jakém byly vidět. U vzorku 5b se poškození neprojevilo. Vzorek 4b byl zobrazen překvapivě v dobrém stavu. Led, který vyplňoval dutinu, nahradil dřevo z hlediska šíření zvuku. U vzorků 6, 7 a 8 se poškození ukázalo v menším rozsahu, než bylo vytvořeno. Tato práce by mohla být přínosná pro arboristy hodnotící dřeviny v zimním období se střídáním oblevy a velkých mrazů, kdy by byla dutina vyplněná roztátým sněhem a následným zmrznutím.

Abstract:

The thesis deals with the evaluation of woody plants, diagnostic tools, sound propagation and damage to woody plants. The evaluation of woody plants was done in two ways, either visually or with the use of machinery. One of the methods used was acoustic tomography, which assessed the damage. The acoustic tomography used the speed of sound propagation. The sound travelled through the wood and if any damage was present, it was an obstacle for the sound and caused it to travel slower or avoid the obstacle completely. The most important aspects of the damage to trees were its size, location and possible causes. It could have been caused by mechanical damage and abiotic agents; this could in turn lead to the expansion of biotic agents, which caused further damage. Acoustic tomography was used to assess simulated damage in logs from apple tree (Malus domestica), spruce (Picea abies), willow (Salix alba), pine (Pinus sylvestris), larch (Larix decidua) and beech (Fagus sylvatica). Eleven measurements were taken overall, of which two were undamaged and nine with simulated damage. Simulated damage included hollows with decay (sample 1 (b) – Malus domestica), two hollows with varying size (samples 2 and 3 – Salix alba), hollow filled with water and then frozen (sample 4 (a) – Picea abies), hollow with water (sample 4 (b) – Picea abies), wrapping a wire around the trunk (sample 5 (b) – Fagus sylvatica). Three samples were damaged using a chainsaw; the damage was done by inserting the chainsaw up to the full length of its bar (sample 6 – Larix decidua, sample 7 – Picea abies, sample 8 – Pinus sylvestris). The untouched samples were sample 1 (a) – Malus domestica, which already contained decay, and sample 5 (a) – Fagus sylvatica, which was healthy. The results were intriguing; samples 1a, 1b, 2, 3, 4b and 5a were displayed in the same condition as could be seen with visual assessment. Sample 5b was displayed without any damage. Sample 4b was displayed in a surprisingly good condition – the ice which filled the hollow has replaced the wood in terms of sound propagation. Samples 6, 7 and 8 displayed damage in a smaller scale than what was actually done. This experiment could be useful for arborists who evaluate woody plants during winter, when severe frost and thaw alternate; in particular, when the hollows in trees are filled with melting snow, which then freezes.

Keywords

hodnocení dřevin, akustický tomograf, poškození dřevin, stabilita dřevin, bezpečnost dřevin

Keywords

assessemen of trees, acoustic tomography, injury of woody plants, stability of trees, safety of woody plants

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 17. 5. 2023
• Supervisor: doc. Ing. Matouš Jebavý, Ph.D.
• Reader: Jiří Šefl, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Management of the Establishment and Care of Greenery