5.2.2 属性参数分布预测
在研究区中,土颗粒粒径分数数据呈现离散和不完整的形式。考虑到采样点的平均间隔距离,在构建三维土壤粒级分数模型时,将第四纪沉积物的三维地质模型向东方向分为200个×200个×3个的六面体体元结构。因此,整个第四纪沉积物的SGrid模型含有120 000个单元格。将钻孔记录中的砾石、砂粒、粉粒和黏粒的百分比值分配在最接近它们实际位置的单元的中心,每种土的描述性统计资料如表5-6所示。
表5-6 砾石、砂粒、粉粒和黏粒的百分比值的描述性统计
在研究区大部,砾石的百分比小于10%甚至等于0%。大部分砾石存在于从古河道中采集的岩芯中。在大多数岩芯中记录的砂粒百分比超过20%。在少数钻孔中,砂粒百分比特别高,甚至高于60%。在大多数钻孔中,粉粒含量最高,超过60%,在古河道周围存在极端数据(>80%),这些数据聚集在Lousberg丘陵区的西部和东部。与砾石颗粒一样,大多数采样钻孔中的黏粒颗粒百分比值小于10%。在古河道中,大部分土壤的颗粒尺寸从底部到顶部变得越来越细,即底部为砾石,中部为砂粒,其上为粉粒,黏粒在上覆层中最多。
依据采样数据,采用三维地质统计学方法预测砾石、砂粒、粉粒和黏粒在研究区的分布,对采样数据进行三维变差分析,并拟合其结构特征,结果分别如图5-30至5-33 所示。在大多数地区,第四纪沉积物的厚度小于2.5m(Dong et al.,2015),因此,垂直方向的滞后单位距离设置为0.05m,滞后数为20。滞后单位距离和方位角的滞后数依赖于核心描述的分布。
砾石、砂粒、粉粒和黏粒比值参数的变差函数模型显示出几何各向异性,这意味着基数值相同而相关性范围不同。距离越近的采样点(0~100m 距离内)的参数值具有高度的相关性,如图5-30至5-33所示。从试验变差函数值中检测到块金值,可能是由在滞后距离内缺乏足够的采样数据对导致的,在拟合的理论模型中已考虑了明显的块金效应。四种土颗粒比值参数的变异性非常小,因为基底(或方差)值较小,意味克里金插值法比较适合。理论模型、空间相关性影响范围、基数和数学模型的重要参数如表5-7所示。
图5-30 砾石比值的三维试验变差函数值(点)和拟合的理论模型(实线)
图5-31 砂粒比值的三维试验变差函数值(点)和拟合的理论模型(实线)
图5-32 粉粒比值的三维试验变差函数值(点)和拟合的理论模型(实线)
图5-33 黏粒比值的三维试验变差函数值(点)和拟合的理论模型(实线)
表5-7 砾石、砂粒、粉粒、黏粒比值结构特征参数和模型