R O C Z N IK I G L E B O Z N A W C Z E T . X L I N R 3 /4 W A R S Z A W A 1990 S. 5 -1 6
Z B IG N IE W P R U S IN K IE W IC Z , P IO T R P R O S Z E K
P R O G R A M K O M P U T E R O W E J IN T E R P R E T A C JI W Y N IK Ó W A N A L IZ Y U Z IA R N IE N IA G LE B - T E K S T U R A
Zakład Gleboznawstwa oraz Zakład Geomorfologii i Geografii Fizycznej Uniwersytetu M . Kopernika w Toruniu
W S T Ę P
Oznaczanie uziarnienia materiału glebowego należy do najbardziej pod stawowych, rutynowych analiz wykonywanych masowo w laboratoriach gle boznawczych. Tabele z wynikam i tych oznaczeń są nieomal obowiązkowym atrybutem wszelkich dokumentacji i publikacji o treści gleboznawczej. O d powiednio zinterpretowane mogą informować o warunkach transportu i sedy mentacji utworu macierzystego, o jego litologicznej jednorodności lub hetero- geniczności, o przeobrażeniach spowodowanych wietrzeniem i procesami glebotwórczymi, o wielu właściwościach fizycznych, a nawet o niektórych cechach chemicznych [7, 3]. Bardzo często jednak komentarze do wyników tych analiz ograniczane bywają do podania klasy uziarnienia, a zdarza się, że nie ma nawet tego.
Jedną z ważniejszych przyczyn takiego stanu rzeczy jest pewna uciążliwość obliczeń niezbędnych do wszechstronnej interpretacji rezultatów badań uziar nienia gleb [10, 11, 1]. Powstaje w związku z tym potrzeba opracowania odpowiedniego programu komputerowego, za pomocą którego można by w różny sposób przetwarzać podstawowe w yniki analiz uziarnienia, sporzą dzać wykresy, obliczać wskaźniki i drukować tabele. Niniejsza publikacja zawiera opis takiego programu (algorytm) i przykłady jego zastosowania.
P R O G R A M
Program został opracowany w popularnym języku BASIC na m ikroko m puter Amstrad (Schneider) CPC 6128 i drukarkę standardu Epson. Strukturę programu przedstawia schemat (rys. 1).
Można w nim wyróżnić 4 zasadnicze bloki: blok wstępnych inform acji o warunkach pracy programu; blok wprowadzania danych; blok obliczeń
W S T E P N V C H IN F O R M A C J I 0 W A R U N K 1 C H P R A C V P R G G R A M U Deklaracja liczby prûbek u serii Określenie liczby i cranic fr a k c ji pracy drukarki Kontrola poprawności uprowadzanych danych i komuni kat у o biedach BLOK W P R O W A D Z A NIA D A N VC H Parametry id entyfikacyjne próbki i uprowadzanie danych procentowych Przetwarzanie wartości procentowych na skale PHI Grupowanie danych i p r z e chowywanie wartości chwilowych D R U K A R Ilü k B LO K O B L IC Z E M 1 P R Z E T W A R Z A NIA D A N VC H
ûb'iczanie wybranych percentyli Obliczanie wskaźników sedymento- Icgicznych wg Felka i Warda Formatowanie wartości do skal rownoodleQiosciowych m с э .T)C К o®
LiTologiczna diagnoza próbki wg PTG lub komunikat o nie- mo2no£ci podania diagnozy
metryczki próbki na monitorze B L O K IN F O R M A C J I 0 W Y NIKA CH Wyniki p o je d y n c z e j próbki Kontrola liczby opracowanych próbek
1 Wyniki serii próbek
Oszacowanie powierzchni właściwe j próbki K o nstrukcja tró jk ą ta F e r it a na .r.cniTcrze J ♦ Tabelaryczne zestawie » 1 nie wskaźników granulo-
w-.-4
m etrycznychTabelaryczne zestaw -j nie uziarnienia wszy s.— [ kich próbek ser;i I
Rys. 1. Struktura programu „ T E K S T U R A ”
Fig. 1. Configuration of the
SYSTEM REQUIREMENTS Number o f Soil Samples Fraction Number and Bounds* Options Input Data Control and E rro r Handling DATA MANAGEMENT Sample Identification Parameters and Data Input Transformation o f Percent into PHI Values
Data Groupage and Saving
PRINTER CALCULATIONS AND TRANSFORMA TIONS Percentile Calculations Calculation o f Sediment Indices Output Formating
Litological Diagnosis a fte r Fülish S33 or Announcement o f Its Impossibility_____ Synthetic Display o f Sediment Analysis RESULTS OUTPUT
Results o f Single Sample Number Control o f Samples Elaborated
Whole Series Results
HJ| Й UL Ш Estimation o f Specific Surface Area Display o f Feret's Triangle E” procedures
Table with Grain Size Distribution Indices
Table with Grain Size Disribution Data o f All Soil Samples
Kom puterowa interpretacja wyników. 7 i przetwarzania danych; blok inform acji o wynikach opracowania pojedyn czych próbek oraz serii próbek.
Pierwszy blok składa się z trzech części. Rozpoczyna się od inform acji 0 nazwie programu (TEKSTURA.BAS), o nazwiskach jego autorów itp. Z kolei na ekranie m onitora wyświetlane są pytania o współpracę z drukarką (tak/nie), a w przypadku jej stosowania, o żądane sformatowanie wydruku. Automatycznie wczytywany jest też podprogram umożliwiający kopiowanie przez drukarkę treści ekranu w trybie graficznym. Następnie wyświetlane są wskazówki, które ułatwiają użytkownikom właściwą obługę komputera i wy bór odpowiednich opcji programu. O to treść tych wskazówek:
1. Jeżeli nie jest stosowana klasyfikacja PTG, należy wpisać deklarowaną liczbę przedziałów (maksymalnie 40). Należy też wpisać (w kolejności maleją cych średnic) granice przedziałów w skali milimetrowej.
2. Ta sama liczba przedziałów obowiązuje dla wszystkich próbek opraco wywanej serii.
3. Przedziały pierwszy i ostatni są jednostronnie otwarte; dla pierwszego przedziału należy wprowadzić tylko granicę dolną, a dla ostatniego — tylko granicę górną.
4. Program uwzględnia do trzech frakcji części szkieletowych.
5. W trójkącie Fereta nie są uwzględniane próbki o zawartości części szkieletowych równej lub przekraczającej 50%.
Druga część bloku wprowadzającego zawiera pytania o liczbę próbek, które będą opracowywane w danej serii. Informacja ta umożliwia zbiorcze zestawienia w yników w końcowej fazie działania programu.
W trzeciej części należy przekazać do komputera informację o zastosowa nym systemie podziału materiału glebowego na frakcje uziarnienia. Klasyfika cja według PTG może być realizowana w dwóch wariantach — pełnym, obejmującym wszystkie frakcje łącznie z iłem koloidalnym i rozdzieleniem frakcji piasku na trzy podfrakcje (piasek gruby, średni i drobny) lub w warian cie skróconym, obejmującym tylko tzw. szkielet oraz piasek, pył i części spławialne. Zasygnalizowanie kom puterowi odpowiedniej decyzji powoduje bezpośrednie przejście do realizacji kolejnych etapów programu.
M ożliw y jest jednak także wybór jakiejkolw iek innej klasyfikacji. K o m puter zapytuje wówczas o liczbę wydzielanych frakcji oraz o przyjętą granicę między częściami szkieletowymi a ziemistymi. W iadomo bowiem, że w nie których podziałach granicą między szkieletem a częściami ziemistymi jest nie 1 mm (jak w klasyfikacji PTG), lecz 2 mm. Należy też wtedy określić przedziały wszystkich pozostałych frakcji. Graniczne wartości tych przedziałów, wpisywa ne w jednostkach milimetrowych, komputer przelicza na wartości powszechnie
stosowanej w sedymentologii skali Ф według wzoru Krum beina [5, 6]:
Ф = —lo g 2d
gdzie: d — średnica ziarna [m m ].
1 mm mają wartości ujemne, a średnice mniejsze od 1 mm otrzymują znaki dodatnie. Krzywe kumulacyjne, w których średnice ziaren wyrażone są
w jednostkach skali Ф mogą być podstawą do obliczania kilku syntetycznych
wskaźników uziarnienia według Folka i Warda [2].
Po uzyskaniu inform acji o rodzaju wybranej klasyfikacji i po ewentualnym wpisaniu granic przedziałów (dla klasyfikacji PTG granice frakcji wprowadza ne są automatycznie) program przechodzi do bloku wczytywania danych (rys. 1). Za pomocą klaw iatury komputera wpisuje się parametry identyfikacyjne opracowywanej aktualnie próbki glebowej, tj. numery próbki i profilu, symbol poziomu oraz głębokość pobrania próbki. Następnie do pamięci komputera wprowadzane są kolejno procentowe zawartości poszczególnych frakcji. K om puter sprawdza czy suma wpisanych frakcji ziemistych wynosi dokładnie 100%, a w przypadku wykrycia błędu usuwa fałszywe wartości i proponuje wprowa dzenie od nowa poprawionych danych. Gdy suma frakcji ziemistych (w przy padku utworów szkieletowych suma wszystkich frakcji) wynosi 100%, kom puter przechodzi do bloku zasadniczych obliczeń i przetwarzania danych.
Przede wszystkim określane są wartości wybranych percentyli, które z kolei umożliwiają obliczanie wskaźników sedymentologicznych (parametrów statys tycznych) według Folka i Warda [2 ]. Obliczane są także parametry graficzne,
służące do kreślenia krzywych kumulacyjnych w skali Ф i skali praw
dopodobieństwa. Rezultaty tych operacji trafiają do bloku informacji o w yni kach (rys. 1) i wyświetlane są na ekranie m onitora w postaci tzw. metryczki (rys. 2).
Symbol próby :
5 * 2 2 * 0 4 « № ' №
&SS = 2 Я = 0A53mm # &S0 = 0.739 Umiarkowane wysortowonie
Graficzna skosnosć rozkłbdu ( &SK/ =
QM9?
Skośny dodatnio / sd/
Utoficzne spfaszczenie rozkfadu [ &SP) = 1B184
Rozkład bardzo leptokurtyczny
L Próba zostata sklasy fikowana jako:
\ piasek luźny drobnoziarnisty
4 ~ 9 ~~ [PHI] 99 Perc. 4 = 0 M Perc. 5 = 157 Perc. 16 = ZAk Perc. Z5 = 2.32 Perc. 5 0 - 274 Perc. 75 =3.08 Perc. bk - 3.20 Perc. 95 = k.57
Rys. 2. Przykładowy wydruk „metryczki” z w ynikami analizy sedymentologicznej według Folka i W arda [2 ]
Fig. 2. Example of a computer ploted combination of the results of sediment analysis according to Folk and W ard [2 ]
Kom puterow a interpretacja wyników. 9 Na treść metryczki składają się następujące informacje: 1. Symbol próbki. 2. Histogram ilustrujący procentowy udział w próbce poszczególnych frakcji uziarnienia (frakcje szkieletu odróżnione są odmienną szrafurą). 3. Kum ulacyj ny wykres (w skali Ф i skali prawdopodobieństwa) uziarnienia aktualnie rozpatrywanej próbki gleby. 4. Wykaz wartości ośmiu percentyli (1, 5, 16, 25, 50, 75, 84, 95) potrzebnych do dalszych obliczeń. 5. Litologiczna diagnoza próbki według PTG lub kom unikat o niemożności podania diagnozy. 6. Ze stawienie wybranych wskaźników sedymentologicznych wg Folka i Warda. Program uwzględnia następujące wskaźniki:
a. Przeciętna średnica ziarna (GSS) wyrażona w jednostkach skali Ф i ob liczona ze wzoru:
Ф16 + Ф50 + Ф84 GSS =
---gdzie symbole Ф 16, Ф50, Ф84 oznaczają wartości w skali Ф odpowiadające skumulowanym wartościom 16%, 50% i 84% materiału próbki. (Analogiczna symbolika przyjęta jest również w kolejnych wzorach). Oprócz przeciętnej średnicy w skali Ф metryczka podaje tę wielkość również w skali milimetrowej.
b. Odchylenie standardowe (GSO):
Ф 8 4 -Ф 1 6 Ф 9 5 -Ф 5
GSO = --- 1--- — —
4 6,6
Na podstawie odchylenia standardowego kom puter określa stopień wysor- towania materiału glebowego według klasyfikacji Folka i Warda [2 ]:
GSO < 0.35 — bardzo dobrze wysortowany
0.35-0.50 — dobrze wysortowany
0.50-1.00 — średnio wysortowany
1.00-2.00 — słabo wysortowany
2.00-4.00 — bardzo słabo wysortowany
GSO > 4.00 — nie wysortowany
c. Współczynnik asymetrii, czyli skośność (GSK) oblicza się ze wzoru: Ф84 + Ф16 —2-Ф50 Ф95 + Ф 5 - 2 Ф 5 0
Cj u IV — --- -j—
---2 (Ф 84-Ф 16) 2 (Ф 9 5 -Ф 5 )
Parametr G SK ma znak dodatni, gdy w rozpatrywanej próbce gleby suma frakcji drobniejszych przeważa ilościowo nad frakcją dominującą (medianą). K iedy przeważają frakcje grubsze, wskaźnik G SK ma wartość ujemną.
Stosowana jest następująca skala skośności: G S K < —0,30 — bardzo skośny ujemnie
— 0,30— 0,11 — skośny ujemnie
— 0,10- + 0,09 — w przybliżeniu symetryczny + 0 ,1 0 -+ 0,29 — skośny dodatnio
d. Kurtoza, czyli graficzne spłaszczenie lub eksces rozkładu (GSP) wyraża się wzorem:
GSP = ---Ф 95--Ф 5—
2,44(Ф 75-Ф 25)
Na ekranie monitora wyświetlane są też słowne oceny stopnia kurtozy (wg term inologii stosowanej w statystyce i sedymentologii):
GSP < 0.67 — bardzo platykurtyczny 0,67-0,89 — platykurtyczny 0,90-1,10 — mezokurtyczny 1,11-1,49 — leptokurtyczny 1,50-2,99 — bardzo leptokurtyczny GSP > 3,00 — skrajnie leptokurtyczny
Dla rozkładu normalnego (mezokurtycznego) GSP ma wartość 1,00. Wartości mniejsze od 1,00 są charakterystyczne dla rozkładów spłaszczonych (platykurtycznych), a większe od 1,00 - dla rozkładów stromych (leptokur- tycznych).
Oprócz wymienionych wskaźników sedymentologicznych metryczka zawie ra jeszcze słowne określenie grupy uziarnienia próbki według obowiązującej klasyfikacji PTG (1974). W przypadku piasków luźnych komputer informuje dodatkowo czy mamy do czynienia z piaskiem drobno-, średnio-, grubo- lub różnoziarnistym. Jeśli zastosowany był podział na frakcje, który odbiega od zaleceń PTG, na ekranie pojawia się kom unikat informujący, że „podział na grupy uziarnienia nie odpowiada normom P T G ” . Całą metryczkę wyświetloną na ekranie można przedrukować, albo — opuściwszy opcję kopiowania ekranu — przejść do dalszych działań.
Na ekranie m onitora ukazują się z kolei informacje o sumarycznej zawartości frakcji szkieletowych, o ilościach piasku, frakcji pyłu i części spławialnych, a ponadto — jeśli zastosowana była pełna klasyfikacja PTG — wyświetlana jest wielkość zewnętrznej powierzchni właściwej analizowanej próbki glebowej (w m 2/100 g gleby) oraz stopień dyspersji (w m 2/cm 3). Wartości te kompiitec oblicza przy założeniu, że wszystkie ziarna glebowe mają kształt kulisty i że ich gęstość wynosi 2,65 g/cm3. Rozpiętość wartości powierzchni właściwej waha się od ok. 10 m2/100 g w utworach szkieletowych do 40000 m 2/100 g w iłach pozbawionych cząstek grubszych od 0,002 mm. Analogiczne wartości stopnia dyspersji zamykają się w granicach od 0,27 m 2/cm 3 do 1000 m2/cm 3.
M im o umowności obydwa wskaźniki dobrze wyrażają uziarnienie bada nych próbek glebowych, sprowadzając wszystkie w yniki analizy uziarnienia do jednej tylko, charakterystycznej wartości. Z naszych dotychczasowych do
świadczeń wynika, że znaczenie tych wskaźników zdecydowanie przewyższa informacyjną wartość przeciętnej średnicy ziarna według Folka i Warda [2].
Na omówionych cechach kończy się charakterystyka pojedynczej próbki i program wraca do bloku wprowadzania danych (rys. 1), umożliwiając analogiczne opracowanie kolejnych próbek aż do wyczerpania wszystkich
Kom puterow a interpretacja wyników. 11 pozycji zadeklarowanej serii. Następnie program przechodzi do zestawień zbiorczych, wykorzystując dane przechowywane w pamięci komputera. N a j pierw poszczególne próbki nanoszone są na tró jką t Fereta (rys. 3). Kolejne próbki otrzymują swoje indywidualne znaki graficzne, umożliwiające ich identyfikację na wykresie.
Rys. 3. Kom puterow a lokalizacja próbek reprezentujących profil gleby płowej na trójkątnym diagramie Fereta
Fig. 3. Example of a computer ploted triangle diagram with the grain size distribution of six soil samples of a luvisol
Po prezentacji całej serii próbek na diagramie Fereta, drukowane jest tabelaryczne zestawienie w yników wszystkich analiz łącznie z odpowiadającym każdej próbce literowym symbolem grupy uziarnienia wg PTG (tab. 1).
T a b e l a 1 Przykładowy wydruk tabeli z w ynikami analiz uziarnienia sześciu próbek gleby płowej Example of a computer printed table with the results of grain size analysis of six soil samples of
a luvisol
Procentowa zawartość frakcji o średnicy [m m ]
G a tu n e k g le b y P ró b k a N r P ro fil N r P o z io m G łę b o k o ś ć c m O O 'l < 1 .0 00 -0 .5 00 0 .5 0 0 -0 .2 5 0 0 .2 5 0 -0 .1 0 0 0. 10 0 0 .0 5 0 0 .0 5 0 -0 .0 2 0 0 .0 2 0 -0 .0 0 5 0 .0 0 5 -0 .0 0 2 < 0 .0 0 2 1 22 A l 3-8 9.20 7.70 10.50 25.30 19.00 8.50 7.50 8.50 13.00 glsłsp 2 22 A3 25-30 11.00 7.40 10.10 25.50 18.50 10.00 10.00 8.00 10.50 glsłsp 3 22 Bt 48-53 5.24 5.50 7.50 19.00 18.00 10.50 9.00 12.00 18.50 gsp 4 22 С 80-90 14.30 6.20 8.70 23.60 19.00 9.00 8.00 10.00 15.50 glsłsp 5 22 D l 110-120 0.50 1.00 9.00 76.00 8.00 4.00 1.50 0.50 0.00 pl d 6 22 D 2 G 160-180 0.00 1.00 1.00 7.50 26.40 32.00 20.00 12.00 0.00 upz
Ostatnią czynnością wykonywaną przez komputer jest obliczenie i ze stawienie w formie tabeli wskaźników granulometrycznych, określających wzajemne proporcje między grubszymi (mało ruchliwym i) frakcjami uziar- nienia (tab. 2). W skaźniki te, zgodnie z metodą Kowalkowskiego i
Prusin-T a b e l a 2 Kom puterowy wydruk zestawu wskaźników uziarnienia sześciu próbek gleby płowej
Set of granulometric indices of six soil samples of a luvisol Próbka N r Profil N r Poziom Głębokość cm > 1 A В С D E 1 22 A l 3 8 9.2 2.4 3.3 4.2 2.9 7.1 2 22 A3 25-30 11.0 2.5 3.4 4.4 3.1 7.3 3 22 Bt 48-53 5.2 2.5 3.5 4.9 3.7 8.1 4 22 С 80 90 14.3 2.7 3.8 4.9 3.5 8.3 5 22 D l 110-120 0.5 8.4 76.0 9.3 8.8 93.0 6 22 D 2 G 160-180 0.0 7.5 7.5 33.9 33.0 34.9 A = (0.25-0.10) : (0.50-0.25) В = (0.25 0.10) : ( 1.00-0.50) С = (0.25-0.05) : (0.50-0.25) D = (0.25-0.02) : ( 1.00-0.25) E = (0.50 0.05):(1.00 0.50)
kiewicza [4 ], mogą być pomocne przy orzekaniu pierwotnej jednorodności lub niejednorodności materiału glebowego [9 ]. Mechanizm lessiważu, czyli róż nicowania pierwotnie jednorodnego osadu na spiaszczoną część górną i zailony poziom teksturalny, polega w swej istocie na przemieszczaniu (wypłukiwaniu) najdrobniejszych frakcji ziarna przy mniej więcej niezmienionych wzajemnych stosunkach ilościowych między frakcjami grubszymi (piasek, pył). Osady pierwotnie jednorodne pod względem sedymentologicznym charakteryzują się podobnymi wskaźnikami uziarnienia, a utw ory genetycznie niejednorodne mają wskaźniki wyraźnie zróżnicowane.
K O M P U T E R O W A A N A L IZ A U Z I A R N I E N I A G L E B Y P Ł O W E J
Sposób działania opracowanego programu ilustrują w yniki uzyskane dla serii sześciu próbek pochodzących z gleby płowej utworzonej z morenowej gliny lekkiej, słabo spiaszczonej, pylastej, zalegającej na warstwowanym utworze fluwioglacjalnym (tab. 1).
Położenie w trójkącie Fereta (rys. 3) wskazuje na dość duże wzajemne podobieństwo próbek 1, 2, 3 i 4 oraz na wyraźną odrębność próbek 5 i 6. Histogram y trzech przykładowo wybranych próbek (4, 5, 6) pokazane są na rysunku 4. Z wykresów oraz z zestawionych w tabeli 3 wskaźników sedymen- tologicznych Folka i Warda wynika, że próbki te mają niejednakowe stopnie
K om puterow a interpretacja wyników.. 13
T a b e l a 3 W skaźniki sedymentologiczne według Folka i W arda [2 ]
Set of sedimentation indices according to Folk and W ard [2 ]
Próbka Sample N o Przeciętna średnica M ean size GSS Stopień wysortowania Sorting G S O Skośność Skewness G S K Kurtoza Kurtosis G SP Ф mm 1 4,24 0,053 3,57 0,25 1,22 2 4,03 0,061 3,42 0,20 1,22 3 5,07 0,030 3,60 0,25 0,87 4 4,25 0,052 3,86 0,20 1,06 5 2,71 0,153 0,74 0,12 1,62 6 5,24 0,026 1,67 0,18 0,97
Rys. 4. Kom puterow y wydruk histogramów uziarnienia trzech próbek glebowych. Średnice frakcji (mm): 1: > 1 ,0 , 2: 1,0-0,5 3: 0.5-'>.25 4: 0,25-0,10 5: 0,10-0,05 6: 0,05-0,01 7: 0,01 0,005
8: 0,005-0,002 9: < 0,002; @ © © numery próbek glebowych
Fig. 4. Com puter ploted histogramu showing the grain size distribution of three soil samples. G rain size classes (mm):
1: > 1,0 2: 1,0-0,5 3: 0,5 0,25 4: 0,25-0,10 5: 0,10-0,05 6: 0,05-0,01 7: 0,01-0,005 8: 0,005-0,002 9: < 0,002;
® © © — soil sample numbers
segregacji ziarna. Bardzo słabe wysortowanie próbki 4 jest typowe dla glin morenowych. Lepsza segregacja próbek 5 i 6 wskazuje na udział płynącej wody w transporcie materiału skalnego. Jednakże tylko próbka 5 charakteryzuje się wyraźnym ekscesem (ma rozkład bardzo leptokurtyczny). Próbka 6 została zaliczona, podobnie ja k próbka 4, do klasy uziarnienia o rozkładzie mezokur- tycznym (zbliżonym do normalnego).
Największą przeciętną średnicę ziarna ma próbka nr 5 (0,153 mm), a najmniejszą (0,026 mm) — próbka nr 6 (choć ta ostatnia nie zawiera wcale frakcji iłu koloidalnego). Powierzchnia właściwa i stopień dyspersji (tab. 4) lepiej niż przeciętne średnice charakteryzują uziarnienie rozpatrywanej gleby.
Wahania powierzchni właściwej i stopnia dyspersji w próbkach 1-4 mogą wskazywać na przemieszczanie frakcji ilastej w procesie lessiważu. Przypusz czenie to znajduje swe potwierdzenie we wskaźnikach uziarnienia (tab. 2). Ich
mała rozpiętość w próbkach 1-4 wskazuje, że widoczne w tabeli 1 odchylenia składu granulometrycznego są wynikiem lessiważu, a nie pierwotnej zmienno ści utworu macierzystego. W skaźniki próbek 5 i 6 różnią się zdecydowanie od pozostałych i świadczą o odmiennych warunkach sedymentacji.
T a b e l a 4 Powierzchnia właściwa i wskaźniki stopnia dyspersji sześciu próbek gleby płowej Spccific surface area and dispersion degree indices of six soil samples of a luvisol
C'echa gleby Numery próbek — Numbers of samples Soil feature 1 2 3 4 5 6 Powierzchnia właściwa Specific surface (m 2/100 g) 6041,2 5062,4 8494,1 7147,5 214,1 1439,3 Stopień dyspersji Dispersion index (m 3/c m 3) 160,1 134,2 225,1 189,4 5,7 38,1 P O D S U M O W A N IE
Opracowano koncepcję i stworzono komputerowy program ułatwiający wszechstronną interpretację w yników analiz uziarnienia gleb. Przeprowadzone testy wykazały prawidłowość działania i pełną przydatność programu do charakteryzowania zarówno pojedynczych próbek glebowych, jak też serii próbek pobranych w układzie profilowym.
Po wczytaniu do komputera wyników analizy uziarnienia program realizu je na ekranie m onitora i na drukarce histogram, ilustrujący zawartość w próbce poszczególnych frakcji oraz krzywą kumulacyjną w skali praw
dopodobieństwa i skali Ф. Umiejscowią także próbkę na trójkątnym diagramie
Fereta. Ponadto podaje charakterystyki sedymentologiczne (średnica przecięt nego ziarna, stopień wysortowania materiału, skośność i kurtoza rozkładu) w konwencji Folka i W arda oraz wpisuje litologiczną diagnozę utw oru zgodnie z klasyfikacją Polskiego Towarzystwa Gleboznawczego. Drukowane są też informacje o powierzchni właściwej i stopniu dyspersji próbki oraz tabele zbiorcze, zawierające w yniki analiz uziarnienia i wskaźniki uziarnienia wszyst kich próbek serii.
Kom puterow a interpretacja wyników. 15 Można oczekiwać, że powszechne zastosowanie przedstawionego programu w pracowniach gleboznawczych ułatw i wszechstronniejszą niż do tej pory interpretację wyników analiz uziarnienia gleb.
W opracowaniu znajduje się nowa wersja programu na komputery standar du IB M PC.
L IT E R A T U R A
[1 ] C a m p b e l l G. S. Soil physics with BASIC. Developments in Soil Science 14, Elsevier, 1985, 150 pp.
[2 ] F o l k R. L., W a r d W . C. Brazos River Bar: A study in the significance of grain size parameters. J. Sediment. Petrol. 1957, 27 s. 3-26.
[3 ] G r a d z i ń s k i R., K o s t e c k a A., R a d o m s k i A., U n r u g R. Zarys sedymentologii. Wyd. Geol., 1986, 628 s.
[4 ] K o w a l k o w s k i A., P r u s i n k ie w i c z Z. W skaźniki granulometryczne ja k o kryterium jednorodności osadów lodowcowych. Rocz. Glebozn. 1963, Dodatek do tomu 13 s. 159-162. [5 ] К r um b e i n W . C. Size frequency distribution of sediments. J. Sediment. Petrol. 1934, 4 s.
65-77.
[6 ] К ru m b e i n W . C. Application of logarithmic moments of size frequency distribution of sediments. J. Sediment. Petrol. 1936, 6 s. 35-47.
[7 ] M y c i e l s k a - D o w g i a ł ł o E. Wstęp do sedymentologii. W SP, Kielce 1980, 178 s. [8 ] Polskie Towarzystwo Gleboznawcze. Systematyka Gleb Polski. Rocz. Glebozn. 1974, 25, 1,
148 s.
[9 ] P r u s i n k i e w i c z Z. Application of multivariate statistical analysis and computers in investigations of the genetic homogenity of glacial deposits. Zesz. N auk. W A M , Poznań, Geografia 8, 1969 s. 149-165.
[1 0 ] S h i r a z i M . A., B o e r s m a L. A unifying quantitative analysis of soil texture. Soil Sei. Soc. Am. J., 1984, 48, 1 s. 142-147.
[1 1 ] S h i r a z i M . A., B o e r s m a L., H a r t J. W. A unifying quantitative analysis of soil texture: Improvement of precision and extension of scale. Soil Sei. Soc. Am. J., 1988, 52, 1 s. 181-190.
3. П Р У С И Н К Е В И Ч . П . П Р О Ш Е К „ Т Е К С Т У Р А ” - П Р О Г Р А М М А К О М П Ь Ю Т Е Р Н О Й И Н Т Е Р П Р Е Т А Ц И И Р Е З У Л Ь Т А Т О В М Е Х А Н И Ч Е С К О Г О А Н А Л И З А П О Ч В Р е з ю м е Разработана концепция и составлена компьютерная програм ма облегчающая всес- торонную интерпретацию результатов механического анализа почв (рис. 1). Проведенные тесты показали правильность функционирования и полную пригодность программы для характеристики как отдельных образцов почвы, так и серии образцов, отобранных в профи льном порядке. После введения в компьютер результатов механического анализа, програм ма реализу ет на екране монитора и на печатающем устройстве гистограм му, иллюстрирующ ую содержание в образце отдельных фракций а такрже кумуляционную кривую в шкале вероятности и шкале Ф (рис. 2). Она локализует такж е образец в трехугольной диаграмме Ферета (рис. 3). Кром е того она представляет седиментологические характеристики (диаметр среднего зерна, степень сортировки почвенного материала, коэффициенты
асимметрии и эксцесса распределения) в конвенции Фолька и Уорда (табл. 3), а также определяет литологический диагноз данного образца согласно классификации Польского общества почвоведов. Печатаются такж е информации, касающиеся удельной поверхности и степени дисперсии образца почвы (табл. 4), а такж е гранулометрические показатели всех образцов серии (табл. 2). М о ж н о ожидать, что широкое применение в почвенных лабораториях представленного выше алгоритма облегчит более всесторонную, чем до сих пор. интерпретацию результатов механического анализа почв. Z. P R U S I N K I E W I C Z . Р. P R O S Z E K „ T E X T U R E ” - T H E P R O G R A M O F C O M P U T E R IN T E R P R E T A T IO N O F R E S U L T S O F S O IL P A R T IC L E S IZ E A N A L Y S IS S u m m a r y
The concept and computer program faciliating a many-sided interpretation of results of soil texture analysis were worked out (Fig. 1). The performed tests proved a correct functioning and full suitability of the program for characteristics of not only single soil samples, but also series of samples taken in soil profile.
After input into computer of the results of soil texture analysis the program presents on the m onitor screen and on printer the histogram illustrating the content of particular particle size fractions in the sample as well as the cumulative curve in the probability scale and in the Ф scale (Fig. 2). It locates also the sample on the Feret’s triangular diagram (Fig. 3). Moreover, it presents sedimentation characteristics (grain average diameter, segregation coefficient, coefficients of symmetry and kurtosis of distribution curves) in the convention of Folk and W ard (Table 3) and inscribes lithological diagnosis of the given soil sample according to the classification of the Polish Soil Science Society. Also data concerning the specific area and dispersing agent of soil sample (Table 4), tables containing the results of particle size analysis of all samples investigated (Table 1) and some granulometric indices (Table 2) are printed.
One might expect that an overall application in soil laboratories of the algorythm as presented above would facilitate a more detailed interpretation of results of soil texture analysis than up to now.
Prof. dr Z . Prusinkiewicz Praca wpłynęła do redakcji w grudniu 19H9 r. Z a k ła d Gleboznawstwa
U niwersytet M . Kopernika w Toruniu 8 7-10 0 Toruń. Sienkiewicza 30
