CN109521014A - 一种评价土石二元介质基质流、优先流程度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于评价土石二元介质中基质流、优先流程度的方法，属于土壤水动力学领域。采用亮蓝和碘化钾来表征水分入渗的实际流动模式。研究表明，水分运移主要通过基质流、优先流、基质优先混合流及水分扩散作用共同完成的，而在土石二元介质条件下，水分扩散作用影响较小可以忽略。因此，本发明用Blue‑FCF染色剖面来表征优先流水分运移模式，用碘化钾染色剖面来表征基质优先流混合运移模式，除去Blue‑FCF染色部分的碘化钾染色区域便认为是基质流主导区。基于上述原理，借助图像处理技术，本发明提出了基质/优先流贡献比(分别以CR_基质流、CR_优先流来表示)、基质/优先流入渗路径相对数量比的计算方法，以此对土石二元介质基质/优先流程度进行评价。

Description

一种评价土石二元介质基质流、优先流程度的方法

技术领域

本发明涉及一种用于评价土石二元介质中基质流、优先流程度的方法，属于土壤水动力学领域。

背景技术

水循环过程受土壤介质的影响主要表现在土壤介质对水循环通量的配置作用。山区土石二元介质条件下，水分通量过程存在着基质流和优先流双重特征，这两种土壤水分再分配过程主要取决于基质流与优先流主导区域面积、入渗路径数量等水文结构特征参数。目前评价基质流与优先流程度的方法主要有直接法和间接法两种：直接法普遍采用基于图像处理手段的染色示踪技术，目前常选择一种染色剂进行示踪，但由于单一染色剂所表征的水流运移模式有限，所以较难将土石二元介质中的基质流与优先流区别开；间接法则常采用数值模拟的手段，借助不同的数学模型对渗流介质中的水流运移状况进行模拟分析，进而对基质流与优先流对水分入渗过程的贡献进行评价，但模型模拟需求的参数较多，且大多数参数获取难度较大。

发明内容

针对上述现用方法的缺陷或不足，本发明公开的一种评价土石二元介质基质流、优先流程度的方法要解决的技术问题是：基于染色示踪技术实现区分并评价土石二元介质基质与优先流运移模式，能够将土石二元介质水分运移过程中的基质流与优先流进行区分，并采用基质/优先流贡献比CR、基质/优先流入渗路径相对数量比R_NIP等参数对其进行定量描述，以此对土石山区水分入渗过程中基质流、优先流程度进行评价，为山坡水文入渗模型提供范围参数。且本发明具有可操作性较高、过程简单的优点。

本发明提供一种基于染色示踪技术的区分并评价土石二元介质基质与优先流运移模式的方法。所述染色示踪技术是通过亮蓝(Blue-FCF)和碘化钾(KI)两种示踪剂实现的。Blue-FCF染色剂分子的颗粒直径较大且易被土壤吸附或致密土壤堵塞，它只能通过较大直径的入渗通道，借助Blue-FCF染色图像能够直观的了解该剖面大孔隙优先流的流动模式；而溶解于示踪液中的负一价碘离子颗粒较小且不易被土壤吸附，因此可以用它用来表征水分入渗的实际流动模式。研究表明，水分运移主要通过基质流、优先流、基质优先混合流及水分扩散作用共同完成的，而在土石二元介质条件下，水分扩散作用影响较小可以忽略。因此，本发明用Blue-FCF染色剖面来表征优先流水分运移模式，用碘化钾染色剖面来表征基质优先流混合运移模式，除去Blue-FCF染色部分的碘化钾染色区域便认为是基质流主导区。基于上述原理，借助图像处理技术，本发明提出了基质/优先流贡献比(分别以CR_基质流、CR_优先流来表示)、基质/优先流入渗路径相对数量比(Ratio of number of infiltrationpath,R_NIP)的计算方法，以此对土石二元介质基质/优先流程度进行评价。

本发明公开的一种评价土石二元介质基质流、优先流程度的方法，包括如下步骤：

步骤一：双染色剂染色示踪试验。在土石山区选择相对平坦的区域进行染色试验，用隔离板隔离染色区并清理地表植被与其他杂物。将混合染色示踪剂施入用隔离板隔离出的染色区域进行入渗，待地表没有积液后，用塑料布遮盖染色区域以减少蒸发。其中，混合染色示踪剂由亮蓝与碘化钾混合后得到。入渗时间不小于12h后，在染色区域内挖取垂直剖面，挖至剖面无染色区域出现为止。在剖面上放置校正尺与蜘蛛立方白平衡校准器以方便后期图像处理的几何畸变校正和标准化处理。先用数码相机对亮蓝染色剖面进行拍照记录，采用遮光板对试验区域进行遮光处理。然后，将碘化钾显色液均匀喷洒在垂直剖面上，混合染色示踪剂中的碘化钾流经的剖面区域完全显色后，用数码相机对碘化钾示踪剂的分布剖面进行拍照记录。其中，显色液为水溶性淀粉与硝酸铁混合溶液。所述水溶性淀粉与硝酸铁的质量比为2:1；

所述剖面的数量至少为4个，相邻剖面之间保持间距；

步骤二：染色图像处理得到二值化染色图像。每一个垂直剖面会得到2类染色示踪剂分布图，分别记录了亮蓝与碘化钾在垂直剖面的分布情况。亮蓝与碘化钾的染色示踪剂分布图的图像处理与数据提取过程相同。利用数码相机对剖面进行拍照记录时图像会发生几何变形，因此首先要对染色示踪剂分布图像进行几何尺寸校正，并设定符合要求的图像像素与分辨率。然后利用绘图软件进行白平衡校正、色彩校正，与降噪处理，最后通过色彩识别将图像中的染色区域设置为白色，并将白色像素元存储为1，未染色区域设置为黑色，并将黑色像素元存储为0，得到二值化染色图像。

步骤三：像素元数据的提取。读取步骤二得到的二值化染色图像并将其转化为与图像像素尺寸同等大小的矩阵，此时每个矩阵元素值为1或0，矩阵元素值代表矩阵对应图像中像素元的颜色；

提取亮蓝染色剖面与碘化钾染色剖面的染色像元数量(Number of stainedpixels，NSP)与入渗路径数量(Number of infiltration path，NIP)。首先，对每个像素行的染色像元数量进行统计，即统计矩阵中各行数值为1的元素数量，记做NSP_n,亮蓝,h和NSP_{n,碘化钾,h}，其中n代表剖面编号，h为像素行所在深度；然后，对每个像素行的入渗路径数量进行统计，入渗路径数量是指二值化染色图像内，所统计的每行像元中独立染色路径数量，入渗路径的统计过程为：在矩阵中任意一行元素自左至右进行统计，当元素数值出现第一个1时便开始记录至出现第一个0，此时暂停并记录当前入渗路径数量为1；继续向右进行统计，当元素数值出现1时开始记录至出现0，暂停并记录此时入渗路径数量为2；依次类推，直至该行结束，则统计出该行的入渗路径数量并记做NIP_n,亮蓝,h和NIP_{n,碘化钾,h}，其中n代表剖面编号，h代表像素行序号，亮蓝与碘化钾则指代该剖面示踪剂类型；

步骤四：计算评价土石二元介质基质流、优先流程度；

基于步骤三中所得到的染色像元数量与入渗路径数量，提出基质流、优先流的贡献比和入渗路径相对数量比两个参数以对土石二元介质各深度的基质流、优先流的程度进行评价；

步骤4.1：利用各染色示踪剂的染色像元数量直接表征基质流、优先流对实际水流的贡献情况，首先求得各像素行的染色像元数平均值，计算公式为：

然后对各像素行的CR_{基质流，h}与CR_{优先流，h}进行公式如下：

其中，CR_{基质流，h}代表像素行所在深度h处基质流的贡献比；CR_{优先流，h}代表像素行所在深度h处优先流的贡献比；NSP_{碘化钾，h}代表像素行所在深度h处碘化钾的染色像元数量；NSP_亮蓝，h代表像素行所在深度h处亮蓝的染色像元数量；

利用公式(5)与(6)得到试验点基质流与优先流的贡献比，结果如表1所示。

其中，CR_基质流代表试验点基质流的贡献比；CR_优先流代表试验点优先流的贡献比；hmax代表二值染色图像的总行数。

步骤4.2：NIP_{n,碘化钾，h}代表第n个剖面h深度处实际水流模式的入渗路径数量，而NIP_n,亮蓝，h则代表第n个剖面h深度处优先流模式的入渗路径数量；H_n,碘化钾代表第n个剖面碘化钾示踪剂所到达的最深的像素元行号，H_n,亮蓝代表第n个剖面亮蓝示踪剂所到达的最深的像素元行号。在土壤水分的运移过程中，优先流因与周围土体相互作用较弱，因此具有较多的入渗路径数量，而基质流则会与周围土体发生较强的相互作用，表现在填充优先流绕过的介质间隙从而具有较少的入渗路径数量。首先求得试验点的平均行入渗路径数量，计算公式如下：

在此引入参数入渗路径相对数量比R_NIP，利用如下的公式求得：

基于基质流和优先流的指标，若CR_基质流与R_NIP越大，CR_优先流越小，说明基质流流动范围越大，基质流填充优先流路径间隙的数量越多，水流与周围土体的相互作用越强，则在土石二元介质的h深度处基质流程度越强；相反，CR_基质流与R_NIP越小，CR_优先流越大，水流与周围土体的相互作用越弱，优先流程度越强。

有益效果

1、本发明公开的一种评价土石二元介质基质流、优先流程度的方法，基于染色示踪技术，同时运用两种染色示踪剂，用Blue-FCF的染色剖面来表征优先流的运移模式，用KI的染色剖面来表征实际水流(土石二元介质中为基质流与优先流的混合模式)模式，通过图像处理技术与数据处理软件，得到两种模式下的染色像元数与入渗路径数量，从而计算基质流/优先流的贡献比与入渗路径的相对数量比，能够将土石二元介质水分运移过程中的基质流与优先流进行区分，并采用基质/优先流贡献比CR、基质/优先流入渗路径相对数量比R_NIP等参数对其进行定量描述，以此对土石山区水分入渗过程中基质流、优先流程度进行评价，为山坡水文入渗模型提供范围参数。

2、本发明公开的一种评价土石二元介质基质流、优先流程度的方法，可操作性较高，过程简单。

附图说明

图1为双染色剂染色试验效果图；

图2为坡脚处亮蓝与碘化钾染色剂的二值化染色图像；图a为该坡位第一个垂直剖面(水平位置为0cm)的亮蓝分布的二值化染色图像；图b为该坡位第一个垂直剖面(水平位置为0cm)的碘化钾分布的二值化染色图像；图c为该坡位第二个垂直剖面(水平位置为20cm)的亮蓝分布的二值化染色图像；图d为该坡位第二个垂直剖面(水平位置为20cm)的亮蓝分布的二值化染色图像；图e为该坡位第三个垂直剖面(水平位置为40cm)的亮蓝分布的二值化染色图像；图f为该坡位第三个垂直剖面(水平位置为40cm)的亮蓝分布的二值化染色图像；图g为该坡位第四个垂直剖面(水平位置为60cm)的亮蓝分布的二值化染色图像；图h为该坡位第四个垂直剖面(水平位置为60cm)的亮蓝分布的二值化染色图像；

图3为坡顶处亮蓝与碘化钾染色剂的二值化染色图像；图a为该坡位第一个垂直剖面(水平位置为0cm)的亮蓝分布的二值化染色图像；图b为该坡位第一个垂直剖面(水平位置为0cm)的碘化钾分布的二值化染色图像；图c为该坡位第二个垂直剖面(水平位置为20cm)的亮蓝分布的二值化染色图像；图d为该坡位第二个垂直剖面(水平位置为20cm)的亮蓝分布的二值化染色图像；图e为该坡位第三个垂直剖面(水平位置为40cm)的亮蓝分布的二值化染色图像；图f为该坡位第三个垂直剖面(水平位置为40cm)的亮蓝分布的二值化染色图像；图g为该坡位第四个垂直剖面(水平位置为60cm)的亮蓝分布的二值化染色图像；图h为该坡位第四个垂直剖面(水平位置为60cm)的亮蓝分布的二值化染色图像；

图4为坡脚与坡顶的基质流、优先流贡献比分布图；图a为坡脚处基质流、优先流贡献比分布情况；图b为坡顶处基质流、优先流贡献比分布情况。

具体实施方式

现在结合附图对本发明进行进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1：

本发明公开的一种评价土石二元介质基质流、优先流程度的方法，包括如下步骤：

步骤一：双染色剂染色示踪试验。在土石山区分别在坡脚与坡顶两个坡位选择相对平坦的区域进行染色试验，用长度为0.8m的隔离板隔离出0.8m²大小的染色区并清理地表植被与其他杂物。将26L的混合染色示踪剂施入隔离染区，待入渗结束后，用塑料布遮盖染色区域以减少蒸发。其中，混合染色示踪剂由亮蓝(Blue-FCF，4g/L)、碘化钾(KI，10g/L)配得(具体配方要求，以本领域能够实施为基准)。入渗24h后，每隔20cm间距垂直开挖染色区域，剖面深度以无染色区域出现为止。在每个剖面行程后，在剖面上放置校正尺与蜘蛛立方白平衡校准器以方便后期图像处理的几何畸变校正和标准化处理。先用数码相机对Blue-FCF染色剖面进行拍照记录，采用遮光板对试验区域进行遮光处理。然后，用喷壶将显色液均匀喷洒在垂直剖面，示踪液流经的剖面区域完全显色(15min)后，用数码相机对KI示踪剂的分布剖面进行拍照记录。其中，显色液为水溶性淀粉(50g/L)与硝酸铁(25g/L)混合溶液。

步骤二：染色图像处理得到二值化染色图像。每一个垂直剖面会得到2幅染色示踪剂分布图，分别记录了亮蓝与碘化钾在垂直剖面的分布情况。亮蓝与碘化钾的染色示踪剂分布图的图像处理与数据提取过程相同。利用数码相机对剖面进行拍照记录时会发生几何变形，因此首先要对染色示踪剂分布图像进行几何尺寸校正，并设定图像的实际尺寸为8cm×8cm，图像所描述的的物理尺寸为80cm×80cm。设定图像分辨率为100像素/厘米，则每个像素元的实际尺寸为0.01cm，每个像素元所描述的物理尺寸为0.1cm，每张图像的像素元数为800×800个。然后利用绘图软件进行白平衡校正、色彩校正，与降噪处理，最后通过色彩识别将图像中的染色区域设置为白色，则白色像素元存储为1，未染色区域设置为黑色，则黑色像素元存储为0。两个不同坡位的亮蓝与碘化钾染色剂的二值化染色图像分别如图2、图3所示，其中0cm、20cm、40cm、60cm分别代表4个间隔20cm的垂直剖面。图2、图3中各二值化图像中，白色代表染色剂染过的区域，黑色则代表染色剂为染色的区域。

步骤三：像素元数据的提取。读取二值化处理得到的染色图像并将其转化为与图像像素尺寸同等大小的矩阵，矩阵中的各元素数值(1或0)代表其对应图像中像素元的颜色(白或黑)，进一步的，提取亮蓝染色剖面与碘化钾染色剖面的染色像元数量(Number ofstained pixels，NSP)与入渗路径数量(Number of infiltration path，NIP)。首先，对每个像素行的染色像元数量进行统计，即统计矩阵中各行数值为1的元素数量，记做NSP_n,亮蓝,h和NSP_{n,碘化钾,h}，其中n代表剖面编号(本实例中分别为0，20，40，60)，h代表像素行序号，亮蓝与碘化钾则指代该剖面示踪剂类型。然后，对每个像素行的入渗路径数量进行统计，入渗路径数量是指垂直染色图像内，所统计的每行像元中独立染色路径数量，统计过程为：在矩阵中某行元素自左至右进行统计，当元素数值出现第一个1时便开始记录至无连续赋值为1的元素暂停并记录此时入渗路径数量为1；继续向右进行统计，当元素数值出现1时开始记录至无连续赋值为1的元素暂停并记录此时入渗路径数量为2；依次类推，直至统计完该行所有连续的赋值为1的元素组的数量，记做NIP_n,亮蓝,h和NIP_{n,碘化钾,h}，其中n代表剖面编号(本实例中分别为0，20，40，60)，h代表像素行序号，亮蓝与碘化钾则指代该剖面示踪剂类型。

步骤四、计算评价土石二元介质基质流、优先流程度。

基于步骤三中所得到的染色像元数量与入渗路径数量，提出基质流、优先流的贡献比和入渗路径相对数量比两个参数以对土石二元介质各深度的基质流、优先流的程度进行评价。

步骤4.1：利用各染色示踪剂的染色像元数量直接表征基质流、优先流对实际水流的贡献情况。首先求得各像素行的染色像元数平均值，计算公式为：

然后对各像素行的CR_{基质流，h}与CR_{优先流，h}进行公式如下：

其中，CR_{基质流，h}代表深度h处基质流的贡献比；CR_{优先流，h}代表深度h处优先流的贡献比；NSP_{碘化钾，h}代表h深度碘化钾的染色像元数量；NSP_亮蓝，h代表h深度亮蓝的染色像元数量。坡脚与坡顶的各像素行的CR_{基质流，h}与CR_{优先流，h}展示于图4。由图4可以看出，坡脚处从表层至深处基质流所占比重逐渐增大，优先流主要出现在0-20cm深度范围内；而坡顶处的基质流范围明显减小，优先流的贡献程度随深度呈现先减小后增加的趋势，总体以优先流为主。

利用公式(14)与(15)得到试验点基质流与优先流的贡献比，结果如表1所示。

表1坡脚与坡顶的基质流、优先流贡献比结果

	坡脚	坡顶
			CR<sub>基质流</sub>	0.52	0.44
CR<sub>优先流</sub>	0.48	0.56

步骤4.2：NIP_{n,碘化钾，h}代表第n个剖面h深度处实际水流模式的入渗路径数量，而NIP_n,亮蓝，h则代表第n个剖面h深度处优先流模式的入渗路径数量；H_n,碘化钾代表第n个剖面碘化钾示踪剂所到达的最大像素元行号，H_n,亮蓝代表第n个剖面亮蓝示踪剂所到达的最大像素元行号。在土壤水分的运移过程中，优先流因与周围土体相互作用较弱，因此具有较多的入渗路径数量，而基质流则会与周围土体发生较强的相互作用，表现在填充优先流绕过的介质间隙从而具有较少的入渗路径数量。首先求得试验点的平均行入渗路径数量，计算公式如下：

利用如下的公式求得各剖面的在此引入参数入渗路径相对数量比R_NIP：

经上述公式计算，坡脚与坡顶的各参数结果如表2所示。

表2坡脚与坡顶的基质流、优先流入渗路径相对数量比结果

	坡脚	坡顶
			R<sub>NIP</sub>	0.27	0.32

若CR_基质流与R_NIP越大，CR_优先流越小，说明基质流流动范围越大，基质流填充优先流路径间隙的数量越多，水流与周围土体的相互作用越强，则在土石二元介质的h深度处基质流程度越强；相反，CR_基质流与R_NIP越小，CR_优先流越大，水流与周围土体的相互作用越弱，优先流程度越强。基于表1与表2中的结果可以判断，坡顶的水分入渗过程中优先流的发育程度更加显著，坡底的土壤水分入渗过程主要以基质流为主。

通过对坡脚与坡顶两处试验点土壤的理化性质及水动力学参数进行测定发现，与坡脚相比，坡顶处表层土样的风化程度较高，土层致密度降低，土层中碎石含量更多，这大大的土石混合介质的孔隙度与导水能力增大，且空间变异性增强，这均将导致坡顶土壤水分的入渗过程以优先流为主，而坡脚因土层更为致密、碎石含量较少、空间分布更为均匀导致该区域土壤水分的入渗过程以基质流为主。这与本实例的结果相符合。

以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种评价土石二元介质基质流、优先流程度的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：双染色剂染色示踪试验；在土石山区选择相对平坦的区域进行染色试验，用隔离板隔离染色区并清理地表植被与其他杂物；将混合染色示踪剂施入用隔离板隔离出的染色区域进行入渗，待地表没有积液后，用塑料布遮盖染色区域以减少蒸发；所述混合染色示踪剂由亮蓝与碘化钾混合后得到；入渗结束后，在染色区域内挖取垂直剖面，挖至剖面无染色区域出现为止；在剖面上放置校正尺与蜘蛛立方白平衡校准器以方便后期图像处理的几何畸变校正和标准化处理；先用数码相机对亮蓝染色剖面进行拍照记录；然后，将碘化钾显色液均匀喷洒在垂直剖面上，混合染色示踪剂中的碘化钾流经的剖面区域完全显色后，用数码相机对碘化钾示踪剂的分布剖面进行拍照记录；

步骤二：染色图像处理得到二值化染色图像；

每一个垂直剖面会得到2类染色示踪剂分布图，分别记录了亮蓝与碘化钾在垂直剖面的分布情况；亮蓝与碘化钾的染色示踪剂分布图的图像处理与数据提取过程相同；利用数码相机对剖面进行拍照记录时图片会发生几何变形，因此首先要对染色示踪剂分布图片进行几何尺寸校正，并设定符合要求的图像像素与分辨率；然后利用绘图软件进行白平衡校正、色彩校正与降噪处理；最后通过色彩识别将图像中的染色区域设置为白色，并将白色像素元存储为1，未染色区域设置为黑色，并将黑色像素元存储为0，得到二值化染色图像；

步骤三：像素元数据的提取；读取步骤二得到的二值化染色图像并将其转化为与图像像素尺寸同等大小的矩阵；此时每个矩阵元素值为1或0，矩阵元素值代表矩阵对应图像中像素元的颜色；

提取亮蓝染色剖面与碘化钾染色剖面的染色像元数量与入渗路径数量；首先，对每个像素行的染色像元数量进行统计，即统计矩阵中各行数值为1的元素数量，记做NSP_n,亮蓝,h或NSP_{n,碘化钾,h}，其中n代表剖面编号，h为像素行所在深度；然后，对每个像素行的入渗路径数量进行统计，入渗路径数量是指二值化染色图像内，所统计的每行像元中独立染色路径的数量；入渗路径数量的统计过程为：在矩阵中任意一行元素自左至右进行统计，当元素数值出现第一个1时便开始记录至出现第一个0，此时暂停并记录当前入渗路径数量为1；继续向右进行统计，当元素数值出现1时开始记录至出现0，暂停并记录此时入渗路径数量为2；依次类推，直至该行结束，则统计出该行的入渗路径数量并记做NIP_n,亮蓝,h或NIP_{n,碘化钾,h}，其中n代表剖面编号，h为像素行所在深度，亮蓝与碘化钾则指代该剖面示踪剂类型；

步骤四：计算评价土石二元介质基质流、优先流程度；

基于步骤三中所得到的染色像元数量与入渗路径数量，提出基质流、优先流的贡献比和入渗路径相对数量比两个参数以对土石二元介质各深度的基质流、优先流的程度进行评价；

步骤4.1：利用各染色示踪剂的染色像元数量直接表征基质流、优先流对实际水流的贡献情况，首先求得各像素行的染色像元数平均值，计算公式为：

然后对各像素行的CR_{基质流，h}与CR_{优先流，h}进行公式如下：

其中，CR_{基质流，h}代表像素行所在深度h处基质流的贡献比；CR_{优先流，h}代表像素行所在深度h处优先流的贡献比；NSP_{碘化钾，h}代表像素行所在深度h处碘化钾的染色像元数量；NSP_亮蓝，h代表像素行所在深度h处亮蓝的染色像元数量；

利用公式(5)与(6)得到试验点基质流与优先流的贡献比，结果如表1所示；

其中，CR_基质流代表试验点基质流的贡献比；CR_优先流代表试验点优先流的贡献比；hmax代表二值染色图像的总行数；

步骤4.2：NIP_{n,碘化钾，h}代表第n个剖面h深度处所在行实际水流模式的入渗路径数量，而NIP_n,亮蓝，h则代表第n个剖面h深度处优先流模式的入渗路径数量；H_n,碘化钾代表第n个剖面碘化钾示踪剂所到达的最深的像素元行号，H_n,亮蓝代表第n个剖面亮蓝示踪剂所到达的最深的像素元行号；首先求得试验点的平均行入渗路径数量，计算公式如下：

利用如下的公式求得参数入渗路径相对数量比R_NIP：

基于基质流和优先流的指标，若CR_基质流与R_NIP越大，CR_优先流越小，说明基质流流动范围越大，基质流填充优先流路径间隙的数量越多，水流与周围土体的相互作用越强，则在土石二元介质的h深度处基质流程度越强；相反，CR_基质流与R_NIP越小，CR_优先流越大，水流与周围土体的相互作用越弱，优先流程度越强。

2.如权利要求1所述的一种评价土石二元介质基质流、优先流程度的方法，其特征在于：步骤一所述用数码相机拍照记录时，采用遮光板对试验区域进行遮光处理。

3.如权利要求1所述的一种评价土石二元介质基质流、优先流程度的方法，其特征在于：步骤一所述入渗时间不小于12h。

4.如权利要求1所述的一种评价土石二元介质基质流、优先流程度的方法，其特征在于：步骤一所述显色液为水溶性淀粉与硝酸铁混合溶液；所述水溶性淀粉与硝酸铁的质量比为2:1。

5.如权利要求1所述的一种评价土石二元介质基质流、优先流程度的方法，其特征在于：步骤一所述挖取垂直剖面的剖面数量至少为4个，相邻剖面之间需保持间距。