维普资讯 http://www.cqvip.com 计量 沉积物粒度参数求解方法探讨 ２００８年第１期 沉积物粒度参数求解方法探讨 张惠兰 李志亮 （长江水利委员会长江下游水文水资源勘测局，南京２１００１１） 【摘要】 沉积物粒度参数是描述粒度分布特征的数值，包括平均粒径、分选系数／标准偏差、偏度（偏态） 和尖度（峰态）等。本文简要介绍了粒度参数的两种计算方法（图解法和矩算法），并对两者进行 了比较。最后提出了一种基于Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ２０００激光粒度仪的简便易行的实现方法。 【关键词】 粒度参数；图算法；矩算法 【中图分类号】Ｘ８３０．２ 【文献标识码】 Ａ 【文章编号】 １００８—１３０５（２００８）叭一００１８—０２ 长期以来，沉积学家试图从沉积物的粒度特征 Ｍ 中提取沉积环境的有关信息或进行沉积环境的辨 ｚ ∑厂・ｍ识。表征粒度特征的粒度参数包括平均粒径、分选 系数、偏态和峰态等。计算粒度参数的方法主要有 Ｓｄ＝√∑厂（ｍ一 ） ／１００ 图解法和矩算法两类。图解法是根据粒度分析结果 ｓ ：． 绘制出累积分布曲线，从曲线上直接读取某些具有 代表性的累积百分数所对应的粒径值，然后进行参 —∑ｆ（ ｍ一 ） 数计算；矩算法将样品的平均粒径、分选系数、偏 态值和峰态值分别定义为粒度分布的一阶矩、二阶 式中．卜每组粒级的频率百分数； 矩、三阶矩和四阶矩的函数，其计算公式也有多种。 ｍ——粒级组中值（ ）。 １粒度参数的计算公式 我国近海海洋综合调查与评价专项（简称 “９０８专项”）是国家批准的重大海洋专项。国家海 １．１ Ｆｏｌｋ—Ｗａｒｄ图解法公式 洋局９０８专项办公室编写了《海洋底质调查技术 Ｆｏｌｋ—Ｗａｒｄ图算法的数学计算公式如下： 规范》，规定粒度参数的矩法数学计算公式如下： Ｍｚ＝（ ｌ６＋ ５ｏ＋ ８４）／３ Ｓｄ＝（ ８４一 ｌ６）／４＋（ ９５一 ５）／６．６ ： （ｆ ｒ ８４一 １６一 ５ｏ９５＋ ５一 ５ｏ 龇 ＋ ． — ｛；４一 １６ ９５一 ５ Ｓｄ＝√∑厂（ｍ—Ｍｚ） ／１００ ， ９５一 ５ Ｓｋ＝√∑厂（ｍ一 ）。／１００ 式中： ——平均粒径； Ｋｕ＝√∑厂（ｍ一 ） ／１００ Ｊｓｄ——分选系数／标准偏差； Ｊｓ ——偏态／偏度； ２ 图解法和矩算法的比较 ——峰态／尖度； 早期研究广泛采用的大多是图解法的粒度参 ——尤登一温德华氏等比例粒级。 数。这是因为图解法粒度分布参数计算工作量较小 ， １．２矩算法公式 Ｍｃ Ｍａｎｕｓ矩算法的数学计算公式如下： 作者简介：张惠兰（１９６３年一），女，江苏南京人，工程师。 ・１ ８・ 维普资讯 http://www.cqvip.com 计量 沉积物粒度参数求解方法探讨 ２００８年第１期 在计算机普及程度较低的时代，不失为一种简单易 行的方法。在众多的图解法公式中，Ｆｏｌｋ—ｗａｒｄ （１９５７）公式物理意义明确，精确度也很高，应用 最为广泛，也是国家海洋局海洋地质调查规范 ３ 图解法和矩算法的实现 图解法和矩算法的实现方法多种多样，近年来 粒度测试手段也不断更新发展，特别是Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ２０００激光粒度仪在生产实践中已经得到广泛应用。 下面我就介绍一种基于Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ２０００激光粒度 （国家海洋局，１９７５）规定的计算公式。 然而，在图解计算中，无论用以计算的分位值 数量取多少，其计算所得结果与粒度真实分布状态 的距离远远大于矩法计算（统计计算）。由于统计 计算庞大的计算工作量又使人们望而生畏。随着计 算机技术的发展，我们很容易利用办公软件中的 Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ或自编软件来完成粒度分布参数的 统计计算，并绘制与粒度分布参数有关的各种图 形。所以矩算法越来越为人们接受，并逐渐成为粒 度参数的标准算法。例如国家重大海洋专项（９０８ 专项）的规范中就要求必须采用矩算法求解沉积 物粒度参数。 仪的简便易行的实现求解粒度参数的方法。 当使用Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ２０００激光粒度仪进行沉积 物粒度分析后，利用图解法计算粒度参数也变得非 常简单，因为该仪器的操作软件中提供了一个内置 的函数Ｐｅｒｃｅｎｔｉｌｅ（ｐｕｎｄｅｒＳｉｚｅＲｅｓｕｌｔ），利用此函数 可以直接给出小于某百分数下的粒径值，然后再依 据前面的图解法公式计算出四个粒度参数，就是轻 而易举的事了。 同样利用Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ２０００激光粒度仪的操作 由于计算方法的不同，两种算法求得的粒度参 数（平均粒径、分选系数、偏态和峰态）还是存 软件提供的内置函数ＲｅｓｕｈＩｎ（ＬｏｗＳｉｚｅ，Ｈｉｇｈ— Ｓｉｚｅ），可以方便地求出某粒径区间的沉积物所占 百分数含量，然后根据矩算法计算公式求解粒度参 数就不难了，具体计算过程不再赘述。 参考文献 ［１］海洋调杏规范（资料处理）ＧＢ１２７６３．７—９ｌ 在一定的差异。主要是因为按照计算公式，Ｆｏｌｋ— Ｗａｒｄ（１９５７）公式所计算的其实是样品的一个子 样（累积含量为５％～９５％）之间的粒度特征，而 矩算法则反映了样品的总体特征，在大多数情况下 ９０％的主体子样基本上与总体的特征相符，这也是 两者的平均粒径和分选系数基本相同的原因。对于 ［２］《海洋底质调查技术规范》（国家海洋局９０８专项规范） ［３］黄思静．用ＥＸＣＥＬ计算沉积物粒度分布参数．成都理工学院 学报，１９９９ 高阶的粒度参数，两者的差异迅速增大。例如：虽 然两种方法计算出的偏态值显著相关，但对部分样 品的偏态指示相反。 一［４］贾建军．图解法与矩法沉积物粒度参数的对比．海洋与湖沼， ２００２ ［５］刘岫峰．沉积岩实验室研究方法［Ｍ］．北京：地质出版社， ｌ９９ｌ 般来说，两种方法计算的平均粒径几乎相 同；分选系数能够相互替换；偏态值具有一定的可 比性，可以互相换算；峰态值离散程度很大，没有 明显的相关趋势，不具有可转换性。 ［６］Ｃｌａｒｋ Ｍ Ｗ．Ｓｏｍｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉｍｏｄａｌ ｄｉｓ— ｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｇｒａｉｎ—ｓｉｚｅ ｄａｔａ［Ｊ］．Ｊｏｕｒ Ｉｎｔｅｒ－ ｎａｔ１ Ａｓｓｏｃ Ｍａｔｈ Ｇｅｏｌ，１９７６，８：２６７～２８２ ［７］Ｄａｖｉｌ Ｊ Ｃ．Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ Ｄａｔａ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ Ｇｅｏｌｏｇｙ［Ｍ］．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，１９７３ （上接第１１页） 了高频度的现场质量检查办法。良好的灌浆质量， 系融洽、配合默契、工程进度、质量和投资控制相 当不错的典型，也有纠纷较多、各方激烈交锋，甚 完全可以消除难以避免的安装缺陷。 ２．５选好施工队伍，理顺合同各方关系，创造一 个宽松和谐的施工环境 至面临诉讼边缘的个案。总之，经验和教训都极为 丰富。 我们感触很深的一点，就是一定要选择能力 引黄工程规模宏大，建设过程中分成了许多施 工合同（标段），既有基于ＦＩＤＩＣ合同条件的国际 强、信誉好的承包人。再加上开明的业主、称职的 监理工程师和设计单位的密切配合，就一定能使工 程建设顺利进行。 ・标，也有国内施工（安装）标。既有合同各方关 １ ９・
