Ekspertyza w zakresie oceny statyki i bezpieczeństwa w otoczeniu drzew

Transkrypt

1 Ekspertyza w zakresie oceny statyki i bezpieczeństwa w otoczeniu drzew Przedmiot opracowania: Pomnik przyrody - kasztanowiec zwyczajny (Aesculus hippocastanum L.) Klasztor Benedyktynów w Lubiniu Mickiewicza 6, Lubiń Zleceniodawca: Gmina Krzywiń Październik 2015 Autor opracowania: Jerzy Stolarczyk

2 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona 2 Spis treści 1. Wstęp Przedmiot badania Wykonawca badania Metodyka badania Parametry drzewa i wybrane informacje istotne dla jego stanu Wyniki badania stanu wnętrza pnia tomografem sonicznym Wyniki próby obciążeniowej Podsumowanie... 19

3 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona 3 1. Wstęp Niniejsza ekspertyza powstała na zlecenie Gminy Krzywiń z siedzibą ul. Rynek 1, Krzywiń zgodnie z umową z dnia r. Wykonawcą jest Jerzy Stolarczyk prowadzący firmę pod nazwą EKO-TREK z siedzibą we Wrocławiu (50-244) przy pl. św. Macieja 5a (NIP ) 1. Przedmiotem umowy jest ekspertyza dendrologiczna drzewa z gatunku kasztanowiec zwyczajny (Aesculus hippocastanum L.) pomnika przyrody - rosnącego w miejscowości Lubiń na terenie/ działce nr 359 przy ul. Mickiewicza 6. Obejmuje ona ocenę stanu zdrowotnego oraz statyki drzewa, jak też ocenę stanu obecnych zabezpieczeń, wraz z określeniem prac niezbędnych do wykonania dla zapewnienia bezpieczeństwa w otoczeniu drzewa oraz samego drzewa. 2. Przedmiot badania Obiekt badany: pomnik przyrody - kasztanowiec zwyczajny (Aesculus hippocastanum L.) Czas wykonania wizji i pomiarów w terenie: 17 i 22 października 2015 r. Zakres wykonanych prac: ocena stanu zdrowotnego drzewa metodą wizualną, metalową sondą arborystyczną oraz osłuchowo (poprzez opukanie młotkiem diagnostycznym), badanie statyki drzewa metodą obciążeniową (tensometryczną) stabilności w gruncie oraz odporności pnia na złamanie, badanie stanu wnętrza pnia tomografem sonicznym. Ekspertyza zawiera: opis metodyki badania, opis badanego drzewa oraz jego cech istotnych dla oceny statyki, przedstawienie wyników pomiarów w formie opisowej i graficznej, wnioski i zalecenia dotyczące dalszego postępowania z badanym obiektem w tym kierunki dalszych zabiegów pielęgnacyjno zabezpieczających. 3. Wykonawca badania Jerzy Stolarczyk członek Grupy Niezależnych Ekspertów Drzew (Independent Tree Expert Group), technik leśnictwa (absolwent Technikum Leśnego w Miliczu), inspektor nadzoru w specjalności leczenie i pielęgnacja drzew (NOT SITO nr 46/87). Materiał zdjęciowy użyty w niniejszej ekspertyzie: Jerzy Stolarczyk i zespół. Dane kontaktowe: Jerzy Stolarczyk EKO-TREK, js@eko-trek.pl, tel Od zmiana danych firmy na: EKO-TREK Jerzy Stolarczyk Jamnik Żmigród. (NIP bez zmian).

4 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona 4 4. Metodyka badania Zastosowano następujące metody oceny i pomiaru drzew: a. Pomiar podstawowych parametrów drzewa zgodnie ze standardami. Pomiar obwodu wykonano atestowaną taśmą mierniczą na wysokości 130 cm oraz 100 cm. Pomiar średnicy wykonano suwmiarką do pomiaru drzew. Wysokość drzewa zmierzona została za pomocą wysokościomierza Nikon Forestry Pro oraz atestowaną taśmą mierniczą. b. Ocenę wizualną stanu zdrowotnego. Ocena wizualna dokonywana była zarówno z poziomu gruntu, jak też z korony drzewa. Ocena uwzględniała cechy drzewa mogące wpływać na statykę: rozmiary, położenie, cechy budowy lub symptomy chorób. Dodatkowo stan korzeni badano metalową sondą arborystyczną, a stan pnia młotkiem diagnostycznym. c. Próbę tensometryczną (obciążeniową) wg metodologii TSE (Tree Stability Evaluation) grupy ITEG (Independent Tree Expert Group) ocena podatności pnia na złamanie oraz stabilności w gruncie. Próba obciążeniowa pozwala zarówno na pomiar wytrzymałości na złamanie, jak również na ocenę stabilności w gruncie, gwarantując jednoznaczną, ugruntowaną i racjonalną ocenę statyki drzew. Wysoka miarodajność próby ciągnięcia w porównaniu z innymi metodami została potwierdzona już wielokrotnie, m.in. w badaniach prowadzonych przez grupę roboczą zajmującą się urządzeniami badawczymi związku Fachverband Geprüfter Baumpfleger e.v. pod kierownictwem Bodo Siegerta. Badania w zakresie statyki drzew przeprowadzane przy zastosowaniu prób ciągnięcia opierają się na metodach obciążeniowych opracowanych przez dr. inż. Lothara Wessolly ego i Güntera Sinna. Polegają na pomiarze obciążenia pnia oraz siły zaczepienia drzewa w gruncie w wyniku symulacji naporu wiatru. Obciążenie zastępujące napór wiatru jest przenoszone w sposób kontrolowany, stopniowo, do określonej granicy na pień drzewa za pomocą liny urządzenia ciągnącego. Drzewo reaguje na siłę odkształceniami włókien skrajnych pnia (ściśnięciem lub wydłużeniem), które rejestrowane są cyfrowo za pomocą czujników (elastometry) z dokładnością do 0,001 mm. Jednocześnie następuje obciążenie podstawy pnia, którego pomiar odbywa się za pomocą czujników kąta przechylenia (przechyłomierze/ inklinometry) z dokładnością do 0,01 o. Uzyskane wyniki pomiaru oraz podstawowe dane dotyczące drzewa są wprowadzane do specjalistycznego programu kalkulacyjnego TSE i tam poddawane analizie. Dzięki ekstrapolacji zarejestrowanych danych oraz porównaniu z empirycznymi wartościami pomiaru (rozciągliwością świeżo ściętego drewna, naturalnego zachowania się drzew podczas wywracania) można oszacować stabilność w gruncie i wytrzymałość drzewa na złamanie w przypadku dużego naporu wiatru (najczęściej o sile 12Bft). Wynikiem jest wartość bezpieczeństwa określająca wytrzymałość na złamanie oraz stabilność drzewa w warunkach panujących podczas orkanu.

5 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona 5 W programie TSE podczas obliczania oczekiwanego obciążenia wiatrem uwzględniane są czynniki specyficzne dla drzewa oraz czynniki topograficzne, takie jak: powierzchnia korony i jej główny punkt obciążenia wiatrem (ustalone za pomocą odpowiednich programów komputerowych, np. Rinntech ArWiLo), aerodynamiczne zachowanie drzewa (wartość współczynnika Cw), współczynnik częstotliwości (częstotliwość własna, uwzględnia podatność drzewa na drgania), współczynnik terenowy (odzwierciedla warunki panujące w terenie, które hamują przepływ wiatru, np. nierówność podłoża), współczynnik porywistości (określa wpływ efektów potęgujących siłę wiatru oraz turbulencji np. obustronnie zabudowana ulica, tzw. efekt dyszy ), ciśnienie atmosferyczne. (por: Badanie metodą obciążeniową dostarcza wyników pozwalających na obliczenie: realnej wytrzymałości na złamanie dla obciążenia wiatrem o sile 12Bft (na rys. Wyniki TSE - Tension), realnej aktualnej stabilności w gruncie dla obciążenia wiatrem o sile 12Bft (na rys. Wyniki TSE - Inclination). W niniejszej ekspertyzie użyto urządzenia oraz oprogramowania TSE marki ITEG. d. Pomiar poziomu rozkładu w pniu wykonany tomografem sonicznym Tomograf dźwiękowy pozwala określić poziom i zasięg rozkładu drewna poprzez kontrolę prędkości przesyłu dźwięku pomiędzy czujnikami umieszczanymi na pniu i porównanie uzyskanych wyników z prędkością dźwięku w zdrowym drewnie drzewa badanego gatunku. W niniejszej ekspertyzie użyto urządzenia oraz oprogramowania ArborSonic 3D (producent FAKOPP Enterprises).

6 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona 6 5. Parametry drzewa i wybrane informacje istotne dla jego stanu ID/ Lokalizacja Rodzaj/ gatunek Podstawowe parametry drzewa: Obiekty w zasięgu drzewa: Pomnik przyrody Klasztor Benedyktynów w Lubiniu, ul. Mickiewicza 6, Lubiń; dz. Nr 359 kasztanowiec zwyczajny (Aesculus hippocastanum L.) Wysokość: 23,5 m Obwód (na wys. 130 cm): 536,00 cm Obwód (na wys. 100 cm): 543,00 cm Rozpiętość korony: 20 m ciągi komunikacyjne, budynki, ogrodzenie. Drzewo rośnie na placu, ma wystarczająco dużo przestrzeni. Opis drzewa: Drzewo o rozłożystej koronie, rozbudowanej, w przeszłości symetrycznej, obecnie lekka asymetria w skutek utraty dwu dużych konarów. Na pniu dwa ślady po wyłamanych konarach, niższy pod rozwidleniem w centralnej części korony z otwarciem do ubytku kominowego. Na jednym z konarów w centralnej części pnia (na wys. 6,5 m stwierdzono owocnik grzyba z gatunku zębniczek północny (Climacodon Septentrionalis por. fot ), powodującego zgniliznę białą drewna. W liściach obecny szrotówek kasztano wcowiaczek. Na pniu w dolnej części, widoczne ślady po iniekcjach wykonanych wcześniej w celu zwalczania szrotówka. Nieznaczny rozkład powierzchniowy przy szyi korzeniowej, co jest związane z wiekiem drzewa.

7 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona 7 Fot. 1 Widok całego drzewa. Widoczne rozwidlenie z konkurencyjnymi przewodnikami powyżej otwartego ubytku. Na dole po prawej wygoniony konar. Fot. 2. Dolna część pnia. Po prawej widoczny wygoniony konar odchodzący w bok. Fot. 3 Widok drzewa od drugiej strony. Po lewej odchodzący konar w bok poniżej rozwidlenia z otwartym ubytkiem.

8 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona 8 Fot. 4 Miejsce po wyłamanym konarze z głównego przewodnika z otwartym ubytkiem kominowym. Fot. 5 Powyżej otwartego ubytku po prawej ślad po wcześniej wyłamanym konarze (obecnie zarośnięte). Fot. 6 Wnętrze ubytku Fot. 7 Kallus wrastający do wnętrza pnia w miejscu po utraconym konarze. Fot. 8 i 9 Obecne wiązania stalowe zabezpieczające konkurujący przewodnik (strzałka wskazuje miejsce mocowania wiązania na głównym pniu)

9 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona 9 Fot. 10 i 11 Na konarze w centralnej czesci pnia na ok. 6,5 m owocnik grzyba z gatunku zębniczek północny Fot. 12. Na liściach widoczne ślady żerowania szrotówka kasztanowcowiaczka.

10 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona Wyniki badania stanu wnętrza pnia i jednego z konarów tomografem sonicznym Badanie tomografem sonicznym wykonano na wysokości 110 cm, aby ocenić stan wnętrza pnia oraz na wysokości 6,0 m i 6,5 m, w celu zobrazowania rozkładu konaru zasiedlonego przez grzyba. Rys 1. Rozmieszczenie czujników w badaniu tomografem sonicznym na wys. 110cm Legenda: kolor niebieski oznacza ubytek, czerwony - rozkład, zielony - zdrowe drewno. Rys.2 Obraz wnętrza pnia w badaniu tomografem sonicznym na wys. 110 cm Podsumowanie badania: Badanie pnia na wys. 110 wykazało ubytek wnętrza pnia, co jest zjawiskiem naturalnym dla wielu starych kasztanowców.

11 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona 11 Fot. 13. W trakcie badania tomografem sonicznym konara z owocnikiem. Fot. 14. Owocnik grzyba (zębniczek północny) na badanym konarze.. Fot. 15 i 16. W trakcie badania tomografem sonicznym konara w koronie drzewa

12 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona 12 Rys 3. Rozmieszczenie czujników w badaniu tomografem sonicznym na wys. 600 cm Legenda: kolor niebieski oznacza ubytek, czerwony - rozkład, zielony - zdrowe drewno. Rys.4 Obraz wnętrza pnia w badaniu tomografem sonicznym na wys. 600 cm

13 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona 13 Legenda: kolor niebieski oznacza ubytek, czerwony - rozkład, zielony - zdrowe drewno. Rys.5 Obraz wnętrza konara w badaniu tomografem sonicznym na wys. 650 cm Rys.6 Symulacja 3D wnętrza konara w miejscu występowania owocnika grzyba (6-6,5 m) Podsumowanie badania: Badanie konara zasiedlonego przez grzyba wykazuje wewnętrzny rozkład obejmujący jego centralną część.

14 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona Wyniki próby obciążeniowej 7.1. Rozmieszczenie czujników i zastosowane obciążenie Fot. 17 W trakcie badania metodą obciążeniową. Fot. 18 Miejsce montażu obciążenia i wyciągarki z dynamometrem Elastometry (czujniki rozciągania/ ściskania) umieszczono w dolnej części pnia. Inklinometry (przechyłomierze) umieszczono zgodnie z metodyką badania u podstawy pnia. Obciążenie przyłożono na wysokości 11,5 m. Kierunek ciągnięcia 165 o S. W kalkulacjach wyników wykorzystano dane obliczone w programie ArWilo (rys. 7).

15 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona 15 Fot. 19 i 20 Próba obciążeniowa - miejsce montażu czujników Od strony ściskanej: Elastometr nr 1 (dł. 295 mm umieszczony na wys. 194 cm) Elastometr nr 2 (dł. 400 mm umieszczony na wys. 86 cm) Elastometr nr 3 (dł. 295 mm umieszczony na wys. 71 cm) Od strony rozciąganej: Elastometr nr 4 (dł. 295 mm umieszczony na wys. 173 cm) Elastometr nr 5 (dł. 380 mm umieszczony na wys. 107 cm) Inklinometr nr 1 (od str. ściskanej) Inklinometr nr 2 (od strony rozciąganej)

16 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona Obliczenia w programie ArWilo: Program pozwala na oszacowanie powierzchni korony oraz podstawowych parametrów istotnych dla zachowania się drzewa podczas wiatru. Powierzchnię korony wyliczono na podstawie fotografii drzewa oraz pomiaru jego wysokości. Powierzchnia korony = 331 m 2 Środek korony na wysokości = 11,4 m Główny punkt naporu wiatru na wysokości = 13,2 m Rys. 7 Obliczenia w programie ArWilo 7.3. Wyniki obliczeń w programie TSE: Przykładano obciążenie w kolejnych krokach co 0,2 t notując wskazania czujników. Obciążenie przerwano na 2,8 t ze względu na osiągnięcie odpowiedniej siły symulowanego wiatru. W kalkulacjach uwzględniono uwarunkowania lokalizacji przedmiotowego drzewa (teren małego miasta) oraz przyjęto współczynnik porywistości na poziomie 1,4. W rezultacie uzyskano symulację wiatru o prędkości 38,6 m/s (odpowiadającą 12 Bft). Po odjęciu obciążenia wszystkie czujniki powróciły do wartości wyjściowych.

17 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona 17 Rys. 8 Dane wprowadzone do kalkulatora TSE Rys. 9 Wyniki obliczeń w kalkulatorze TSE

18 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona 18 Rys. 10. Raport z próby obciążeniowej i obliczeń w kalkulatorze TSE Próba obciążeniowa wykazała, że w momencie badania drzewo jest odporne na złamanie pnia i stabilne w gruncie. Wskazania obu inklinometrów świadczą o wystarczającej stabilności drzewa w gruncie (na poziomie 284%). Wskazania elastometrów świadczą również o wystarczającej odporności na złamanie pnia w badanym odcinku dolnym pnia od 308% do 520%.

19 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona Podsumowanie Ocena stanu zdrowotnego drzewa Drzewo o rozłożystej, żywotnej koronie. Pień jest wewnątrz wypróchniały co jest jednak naturalną cechą większości starych drzew, w tym szczególnie kasztanowców. Jak pokazują wyniki badań jest ono wystarczająco odporne na złamanie pnia. Głównym problemem mogą być odłamujące się konary, co miało miejsce już w przeszłości. Powstałe rany są miejscami infekcji. Biorąc pod uwagę wiek i gatunek przedmiotowe drzewo jest w dość dobrej kondycji zdrowotnej. Konieczna jest jednak coroczna wizualna kontrola drzewa. Ocena statyki i podatności na złamanie pnia i konarów Wykonane badania potwierdziły, że oceniane drzewo pomimo znacznego wypróchnienia pnia jest aktualnie wystarczająco odporne na złamanie pnia w dolnym odcinku. Okazało się także stabilne w gruncie na co ma wpływ wielkość drzewa oraz dobre warunki dla rozwoju systemu korzeniowego. Niemniej drzewo wykazuje tendencję do wyłamywania się dużych konarów, co każe przewidywać powtarzanie się tego zjawiska w przyszłości. Jeden z głównych konarów jest zasiedlony przez grzyba (obecny żywy owocnik) jak wykazało badanie tomografem sonicznym skutkuje to rozległym rozkładem i ubytkiem, co powoduje jego osłabienie i zwiększa prawdopodobieństwo wyłamania. Inne duże konary także stanowią ryzyko dla otoczenia ze względu na wielkość oraz budowę i sposób wzrostu. Zalecenie pielęgnacyjne Nie wymaga znaczących działań pielęgnacyjnych. Obecny drobny susz gałęziowy warto usunąć w okresie jesienno- zimowym, żeby ułatwić kontrolę wydzielania suszu w kolejnych sezonach (co pomoże ocenić żywotność drzewa). Nie należy usuwać gałęzi o średnicach większych niż 5 cm. Zalecenia w zakresie zabezpieczeń/ wzmocnień technicznych drzewa Konieczna jest wymiana istniejących zabezpieczeń stalowych korony (na także stalowe 8t). Łącznie do wymiany 4 wiązania, z czego 2 między pionowymi przewodnikami powyżej rozwidlenia z ubytkiem (2x9m), a 2 zabezpieczające boczną część korony (1x11m oraz 1x18m). Dodatkowo zamontować 2 wiązania stalowe (także 8t) wzmacniające boczną cześć korony i stabilizujące ją do głównego pnia. Zaleca się również korektę bocznej części korony w części wierzchołkowej konara przerzedzenie w celu zmniejszenia bocznego naporu wiatru (wykonanie tego przez wycięcie części mniejszych pędów do 5cm, nie zaś skracanie konarów). Wykonane prace opisane powyżej powinny spełnić rolę zabezpieczenia otoczenia drzewa przed upadkiem jego części. Ze względu na częstą obecność dużej liczby osób w otoczeniu drzewa oraz wartość otoczenia oprócz wiązań w przyszłości wraz ze starzeniem się drzewa wskazane jest także zaprojektowanie i montaż

20 Ekspertyza kasztanowiec zwyczajny pomnik Mickiewicza, Lubiń - Strona 20 konstrukcji podpierających konary oznaczone strzałkami na poniższych fotografiach (por. fot 21 i 22). Miejsce podparcia oraz rodzaj konstrukcji wymagają specjalnego projektu, nie objętego niniejszą ekspertyzą. Fot. 21 Strzałką wskazano konar boczny do wzmocnienia konstrukcją podpierającą. Miejsce podparcia oraz rodzaj konstrukcji wymagają specjalnego projektu. Fot. 22 Strzałką wskazano konar dolny do wzmocnienia konstrukcją podpierającą. Miejsce podparcia oraz rodzaj konstrukcji wymagają specjalnego projektu.