下垫面流动和冲刷特征的评估方法、装置及终端设备与流程

1.本技术属于计算机应用技术领域，尤其涉及一种下垫面流动和冲刷特征的评估方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.下垫面是大气与其下界的固态地面或液态水面的分界面，是大气的主要热源和水汽源，也是低层大气运动的边界面，下垫面是气候形成的重要因素，人类活动对气候的影响首先通过改变下垫面性质来实现。不同下垫面的粗糙度、辐射平衡、热量平衡和辐射差额等差别较大，对空气流动的影响也大不一样，常常形成不同的小气候，因此，对下垫面的各项特征进行评估具有重要意义。
3.相关技术中，主要是通过糙率评估下垫面的特征，然而由于糙率公式是基于狭长型河道特点及其他属性设计的，更适合于描述河道下垫面及河道底面的粗糙、结构、性质等影响水流运动的属性特征，不适用于城市下垫面从而导致下垫面特性的评估方式，准确性较低，无法有效的反映出下垫面各特征情况。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供的下垫面流动和冲刷特征的评估方法、装置及终端设备，可以解决目前下垫面特性的评估方式，准确性较低，无法有效的反映出下垫面各特征情况的问题。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种下垫面流动和冲刷特征的评估方法，包括：
6.获取待评估下垫面的各评估指标对应的指标值，其中，所述指标值是根据所述待评估下垫面的各评估指标进行测定获得，所述评估指标包括：糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值；根据各所述评估指标对应的权重以及各所述评估指标对应的指标值，确定所述待评估下垫面的特征指数；根据所述待评估下垫面的特征指数，确定所述待评估下垫面的降雨径流水流运动特征和污染物质径流冲刷特征。
7.第二方面，本技术实施例提供了一种下垫面流动和冲刷特征的评估装置，包括：
8.指标值获取模块，用于获取待评估下垫面的各评估指标对应的指标值，其中，所述指标值是根据所述待评估下垫面的各评估指标进行测定获得，所述评估指标包括：糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值；指数确定模块，用于根据各所述评估指标对应的权重以及各所述评估指标对应的指标值，确定所述待评估下垫面的特征指数；评估模块，用于根据所述待评估下垫面的特征指数，确定所述待评估下垫面的降雨径流水流运动特征和污染物质径流冲刷特征。
9.第三方面，本技术实施例提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面中任一项所述的下垫面流动和冲刷特征的评估方法。
10.第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项所述的下垫面流动和冲刷特征的评估方法。
11.第五方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述第一方面中任一项所述的下垫面流动和冲刷特征的评估方法。
12.可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
13.本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过对待评估下垫面的各评估指标进行测定，进而获取测定得到的各评估指标对应的指标值，指标值包括：糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值；根据各所述评估指标对应的权重以及各所述评估指标对应的指标值，进而确定所述待评估下垫面的特征指数；根据所述待评估下垫面的特征指数，从而确定所述待评估下垫面的降雨径流水流运动特征和污染物质径流冲刷特征。由此，通过结合糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值等多方面的指标，以及各所述评估指标对应的权重对待评估下垫面进行评估，得出待评估下垫面的特征指数，进而综合的对待评估下垫面的降雨径流水流运动特征和污染物质径流冲刷特征进行评估，有效准确的反映出待评估下垫面的各项特征。
附图说明
14.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是本技术一实施例提供的下垫面流动和冲刷特征的评估方法的流程示意图；
16.图2是本技术另一实施例提供的下垫面流动和冲刷特征的评估方法的流程示意图；
17.图3是本技术一实施例提供的待评估下垫面的粗糙度测量点示意图；
18.图4是本技术另一实施例提供的下垫面流动和冲刷特征的评估方法的流程示意图；
19.图5是本技术一实施例提供的下垫面流动和冲刷特征的评估装置的结构示意图；
20.图6是本技术另一实施例提供的下垫面流动和冲刷特征的评估装置的结构示意图；
21.图7是本技术实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
22.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电
路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本技术的描述。
23.应当理解，当在本技术说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
24.还应当理解，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
25.如在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0026]
另外，在本技术说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0027]
在本技术说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
[0028]
应理解，本实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
[0029]
相关技术中，主要是通过糙率评估下垫面的特性，而糙率更适合于描述河道下垫面及河道底面的粗糙、结构、性质等影响水流运动的属性特征；对于城市下垫面来说，第一，糙率公式是基于狭长型河道特点及其他属性设计的，不适用于城市下垫面；第二，室内模拟计算的城市下垫面糙率受到尺度效应影响，与实际下垫面糙率有较大差异，城市下垫面实际糙率只能通过反推计算获得；第三，糙率只能反映水流运动情况，不能完全反映下垫面颗粒物和污染物质冲刷情况。
[0030]
本技术提供了一种下垫面流动和冲刷特征的评估方法，通过对待评估下垫面的各评估指标进行测定，进而获取测定得到的各评估指标对应的指标值，指标值包括：糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值；根据各评估指标对应的权重以及各评估指标对应的指标值，进而确定待评估下垫面的特征指数；根据待评估下垫面的特征指数，从而确定待评估下垫面的降雨径流水流运动特征和污染物质径流冲刷特征。由此，通过结合糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值等多方面的指标，以及各评估指标对应的权重对待评估下垫面进行评估，得出待评估下垫面的特征指数，进而综合的对待评估下垫面的降雨径流水流运动特征和污染物质径流冲刷特征进行评估，有效准确的反映出待评估下垫面的各项特征。
[0031]
本技术提供的下垫面流动和冲刷特征的评估方法，执行主体可以是终端设备，也可以是服务器。为了说明本技术的技术方案，该方法以的执行主体为终端设备为例，来说明本技术实施例提供的下垫面流动和冲刷特征的评估方法的实现过程。
[0032]
在一个实施例中，参照图1，提供了一种下垫面流动和冲刷特征的评估方法，作为示例而非限定，如图1所示，该下垫面流动和冲刷特征的评估方法可以包括如下步骤：
[0033]
步骤101，获取待评估下垫面的各评估指标对应的指标值，其中，指标值是根据待评估下垫面的各评估指标进行测定获得，评估指标包括：糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值。
[0034]
其中，待评估下垫面，可以是需要进行流动和冲刷特征评估的下垫面，下垫面，可以是大气与其下界的固态地面或液态水面的分界面。
[0035]
在本技术实施例中，该待评估下垫面，可以是河道下垫面，该待评估下垫面，还可以是城市下垫面，也还可以是其他类型下垫面，本技术实施例对此不做限定。
[0036]
其中，评估指标，可以是用于评估待评估下垫面的各项特征的参数，指标值，可以是评估指标对应的值。该评估指标包括但不限于：糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值等等。
[0037]
其中，糙率，又称粗糙系数，反映对水流阻力影响的一个综合性无量纲数，边界表面越粗糙，糙率越大；边界表面越光滑，则糙率越小。
[0038]
其中，入渗率，亦称入渗通量或入渗速度，是指入渗过程中单位时间内通过土壤表面单位面积入渗的水量。
[0039]
其中，针入度，可以表示下垫面软硬程度和稠度、抵抗剪切破坏的能力。
[0040]
其中，表面粗糙度，可以是表征下垫面表面的粗糙程度。
[0041]
其中，下垫面水流前锋线运动时间，可以是降雨降落到下垫面形成径流，径流最前端到达下垫面后端所需要的时间。
[0042]
其中，降雨径流收集水量与降雨量的比值，可以是降雨降落到下垫面的过程中，降雨径流收集水量与降雨量的比值。
[0043]
应理解，各评估指标对应的指标值，可以是用户对待评估下垫面的各评估指标进行测定，获得各评估指标对应的指标值后，用户通过终端设备上传获得，也可以是终端与各测定设备网络连接，在各测定设备采集计算获得各评估指标对应的指标值后传输至终端，终端自动通过各测定设备获得各评估指标对应的指标值。还可以是部分评估指标对应的指标值通过测定设备采集传输获得，部分评估指标对应的指标值，通过用户通过终端设备上传获得。
[0044]
步骤102，根据各评估指标对应的权重以及各评估指标对应的指标值，确定待评估下垫面的特征指数。
[0045]
其中，评估指标对应的权重，可以是评估指标相对于下垫面流动和冲刷特征的重要程度，该评估指标对应的权重，可以根据各评估指标的属性及层次分析法的分析确定，也可以根据其他方式确定。
[0046]
应理解，每个评估指标对应有各自的权重，各评估指标对应的权重中，可以存在相同的权重，也可以全部权重都不相同。
[0047]
其中，特征指数，可以表征下垫面对降雨径流水流运动特征和下垫面对污染物质被水流冲刷特征的参数。
[0048]
进一步的，可以通过各评估指标对应的权重对各评估指标对应的指标值进行加权后，确定待评估下垫面的特征指数。即在本技术实施例一种可能的实现方式中，上述步骤
102，可以包括：
[0049]
根据各评估指标对应的权重对各评估指标对应的指标值进行加权，生成各评估指标对应的加权后指标值；根据各评估指标对应的加权后指标值，确定待评估下垫面的特征指数。
[0050]
其中，加权后指标值，可以是通过评估指标对应权重，对评估指标对应的指标值进行加权后获得的指标值。
[0051]
在本技术实施例中，将各评估指标对应的权重与各评估指标对应的指标值相乘，生成各评估指标对应的加权后指标值。
[0052]
在本技术实施例中，根据各评估指标对应的加权后指标值之和，确定待评估下垫面的特征指数。
[0053]
其中，待评估下垫面的特征指数＝α
×
糙率+β
×
入渗率+γ
×
针入度+δ
×
表面粗糙度+ε
×
下垫面水流前锋线运动时间+ζ
×
降雨径流收集水量与降雨量的比值；其中，α表示糙率的权重，β表示入渗率的权重，γ表示针入度的权重，δ表示表面粗糙度的权重，ε表示下垫面水流前锋线运动时间的权重，ζ表示下垫面水流前锋线运动时间的权重。
[0054]
步骤103，根据待评估下垫面的特征指数，确定待评估下垫面的降雨径流水流运动特征和污染物质径流冲刷特征。
[0055]
其中，径流水流运动特征，可以是指在单位距离内水流从下垫面一端到另一端的时间长短，以及水流从下垫面一端到另一端水量的损失。
[0056]
其中，下垫面的污染物质径流冲刷特征，可以是指污染物质在下垫面中被降雨冲刷的难易程度。比如下垫面越粗糙，理论上吸附和粘结污染物质越强，污染物质越不会被冲刷，污染物质被水流冲刷特征是通过下垫面本身材料的性质和状态决定的。
[0057]
可以理解的是，特征指数越大，表示相同降雨条件下降雨产生的水流流动越慢，水量的损失越大，下垫面对污染物的吸附和粘结越强，下垫面在降雨产生的降雨径流面源污染程度越小；特征指数越小，表示相同降雨条件下降雨产生的水流流动越快，水量的损失越小，以及下垫面对污染物的吸附和粘结越弱，下垫面在降雨产生的降雨径流面源污染程度越大。
[0058]
其中，待评估下垫面的特征指数越大，待评估下垫面在相同降雨条件下降雨产生的水流流动越慢，水量的损失越大，以及对污染物的吸附和粘结越强，待评估下垫面的在降雨产生的降雨径流面源污染程度越小，待评估下垫面的特征指数越小，待评估下垫面的在相同降雨条件下降雨产生的水流流动越块，水量的损失越小，以及对污染物的吸附和粘结越弱，待评估下垫面的在降雨产生的降雨径流面源污染程度越大。
[0059]
可以理解的是，通过待评估下垫面的特征指数，可以得出在降雨时产生的水流在待评估下垫面中流动快慢，水量的损失，以及待评估下垫面对污染物的吸附和粘结能力，进而可以得出待评估下垫面的在降雨产生的降雨径流面源污染程度。
[0060]
在本技术实施例中，可以预先设定衡量水流在待评估下垫面中流动快慢以及对污染物的吸附和粘结能力的多个特征指数范围，根据待评估下垫面的特征指数所属的特征指数范围，确定待评估下垫面的降雨径流水流运动特征和污染物质径流冲刷特征。
[0061]
上述下垫面流动和冲刷特征的评估方法，通过对待评估下垫面的各评估指标进行测定，进而获取测定得到的各评估指标对应的指标值，指标值包括：糙率、入渗率、针入度、
表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值；根据各评估指标对应的权重以及各评估指标对应的指标值，进而确定待评估下垫面的特征指数；根据待评估下垫面的特征指数，从而确定待评估下垫面的降雨径流水流运动特征和污染物质径流冲刷特征。由此，通过结合糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值等多方面的指标，以及各评估指标对应的权重对待评估下垫面进行评估，得出待评估下垫面的特征指数，进而综合的对待评估下垫面的降雨径流水流运动特征和污染物质径流冲刷特征进行评估，有效准确的反映出待评估下垫面的各项特征。
[0062]
在一个实施例中，参照图2，为本技术实施例所提供的另一种下垫面流动和冲刷特征的评估方法的流程示意图，包括：
[0063]
步骤201，在布设有待评估下垫面的试验装置上进行人工降雨，获取产流历时、产流历时内的产流量、水槽宽度、径流水深、预设坡降、入渗率、水流前锋线运动时间、人工降雨前的下垫面重量、人工降雨后的下垫面重量以及末端收集的径流量。
[0064]
其中，产流历时，可以是由降雨到产生径流所经历的时间，可以根据在布设有待评估下垫面的试验装置上进行人工降雨，测量获得。
[0065]
其中，产流历时内的产流量，可以是产流历时内降雨形成径流的水量，可以根据在布设有待评估下垫面的试验装置上进行人工降雨，测量获得。
[0066]
其中，水槽宽度，可以是试验装置的宽度，可以通过测量试验装置的内部宽度获得。
[0067]
其中，径流水深，可以是试验装置的积水深度，可以通过测量试验装置中待评估下垫面表面积水深度。
[0068]
其中，预设坡降，可以是试验装置中的待评估下垫面相对于水平面之间夹角。
[0069]
其中，人工降雨前的下垫面重量，可以是在布设有待评估下垫面的试验装置上进行人工降雨之前，测量该待评估下垫面获得。
[0070]
其中，人工降雨后的下垫面重量，可以是在布设有待评估下垫面的试验装置上进行人工降雨之后，测量该待评估下垫面获得。
[0071]
其中，末端收集的径流量，可以是采用该试验装置模拟降雨径流实验中，该试验装置末端收集的径流量。
[0072]
其中，待评估下垫面为不透水下垫面的情况下，入渗率为0。待评估下垫面为透水下垫面的情况下，入渗率的表达式为：
[0073][0074]
其中，w为入渗率，p为降雨量，f为蒸发量，da为待评估下垫面的滞水量，s为待评估下垫面的面积，t为降雨历时。
[0075]
待评估下垫面为透水下垫面的情况下，采用该试验装置模拟降雨径流实验，依照天然降雨情况，人为地将水喷于试验装置内，在维持均匀不变的降雨强度条件下，测定试验装置地表径流过程，获得降雨量、蒸发量、待评估下垫面的滞水量以及降雨历时，再结合待评估下垫面的面积和降雨历时，获得入渗率。
[0076]
人工降雨法的优点是可以随时掌握测定时间，可以控制降雨强度，降雨分布，雨滴
大小及降落高度等因素，提高了入渗率的测量精度。
[0077]
其中，水流前锋线运动时间，可以是在布设有待评估下垫面的试验装置和试验条件下，在试验装置的末端按照预设间隔安装水分传感器，模拟降雨降落到待评估下垫面，从降雨落到下垫面后，任意一个水分传感器监测到有水的时间就是下垫面水流前锋线运动时间。还可以是在雨水加入有颜色的示踪剂，当试验装置的末端出现颜色的时间就是，下垫面水流前锋线运动时间。
[0078]
在一个示例中，可以将试验装置的试验槽尺寸设置为：长6m、宽6m和高1.5m。待评估下垫面的尺寸为：长6m、宽6m和厚度1.0m，模拟人工降雨装置距离试验装置中待评估下垫面的高度差为10m，模拟人工降雨强度40mm/h，降雨历时1h，预设坡降为4度。为了确保试验数据准确可靠，共重复3组试验。试验过程中可以同步测量产流历时、径流水深及产流量等参数。
[0079]
其中，在待评估下垫面为透水下垫面的情况下，与不透水下垫面的区别是：将下垫面的土层需要进行多层透水铺装，同时确保处于超渗产流状态。试验前人工在上游进口进行放水，保证下垫面下方土壤处于饱和状态，一旦降雨便可全部产生地表径流，使其在恒定雨强作用下形成稳定产流，易于测取径流水深。
[0080]
步骤202，根据产流历时、产流历时内的产流量、水槽宽度、径流水深以及预设坡降，生成待评估下垫面的糙率。
[0081]
其中，待评估下垫面的糙率表达式为：
[0082][0083]
其中，n为待评估下垫面的糙率，b为水槽宽度，h为径流水深，t为产流历时，q为产流历时内的产流量，j为预设坡降。
[0084]
步骤203，根据末端收集的径流量、人工降雨前的下垫面重量、人工降雨后的下垫面重量，生成待评估下垫面的降雨径流收集水量与降雨量的比值。
[0085]
其中，降雨径流收集水量与降雨量的比值＝末端收集的径流量/(末端收集的径流量+人工降雨前的下垫面重量-人工降雨后的下垫面重量)。
[0086]
步骤204，采用针入度测定设备对待评估下垫面进行测定，获得待评估下垫面的针入度。
[0087]
其中，对待评估下垫面进行测定，可以是采用针入度测定设备按照《沥青针入度测定法(gb/t 4509-2010)》进行测定获得。
[0088]
步骤205，采用预设的表面粗糙度测定方法对待评估下垫面进行测定，获得待评估下垫面的表面粗糙度。
[0089]
作为一种可能的实现方式，预设的表面粗糙度测定方法，可以采用比较法，用眼睛或放大镜,对待评估下垫面的表面与粗糙度样板比较,或用手摸待评估下垫面来判断表面粗糙度的情况。
[0090]
作为一种可能的实现方式，预设的表面粗糙度测定方法，也可以采用光切法，利用光切原理来测量待评估下垫面的表面粗糙度的方法，在实验室中用光切显微镜或者双管显微镜就可实现测量，它的测量准确度较高。
[0091]
作为一种可能的实现方式，预设的表面粗糙度测定方法，也可以采用干涉法，利用
光学干涉原理测量待评估下垫面的表面粗糙度的一种方法，这种方法要找出干涉条纹,找出相邻干涉带距离和干涉带的弯曲高度,就可测出微观不平度的实际高度。
[0092]
作为一种可能的实现方式，预设的表面粗糙度测定方法，也可以采用触针法，利用接触式表面粗糙度仪的测针与待评估下垫面的表面相接触,并使测针沿其表面轻滑过测量表面粗糙度的测量方法，采用这种方法显示数值直观,可测量许多形状的被测表面,如轴类,孔类,锥体,球类,沟槽类工件,测量时间少,方便快捷。
[0093]
进一步的，可以采用接触式表面粗糙度仪测量待评估下垫面的表面粗糙度。即在本技术实施例一种可能的实现方式中，上述步骤205，可以包括：
[0094]
采用接触式表面粗糙度仪接触待评估下垫面对应的粗糙度测量点，获得待评估下垫面的表面粗糙度。
[0095]
作为一种可能的实现方式，可以对待评估下垫面多个粗糙度测量点进行测量，以提高精度。
[0096]
在一个示例中，在待评估下垫面为方形的情况下，如图3所示的待评估下垫面的粗糙度测量点示意图，将待评估下垫面划分为九方格，每条线上的交叉点作为粗糙度测量点，然后取各粗糙度测量点的平均值作为待评估下垫面的表面粗糙度，可以提高表面粗糙度的测量精度。
[0097]
作为一种可能的实现方式，在粗糙度测量点为两个以上的情况下，可以根据各粗糙度测量点的测量值的平均值，作为待评估下垫面的表面粗糙度。
[0098]
步骤206，根据各评估指标对应的权重以及各评估指标对应的指标值，确定待评估下垫面的特征指数。
[0099]
步骤207，根据待评估下垫面的特征指数，确定待评估下垫面的降雨径流水流运动特征和污染物质径流冲刷特征。
[0100]
上述步骤206至207的具体实现过程及原理，可以参照上述实施例的详细描述，此处不再赘述。
[0101]
上述下垫面流动和冲刷特征的评估方法，通过在布设有待评估下垫面的试验装置上进行人工降雨，准确的获取产流历时、产流历时内的产流量、水槽宽度、径流水深、预设坡降、入渗率、水流前锋线运动时间、人工降雨前的下垫面重量、人工降雨后的下垫面重量以及末端收集的径流量，进而根据产流历时、产流历时内的产流量、水槽宽度、径流水深以及预设坡降，生成待评估下垫面的糙率，以及根据末端收集的径流量、人工降雨前的下垫面重量以及人工降雨后的下垫面重量，生成待评估下垫面的降雨径流收集水量与降雨量的比值，并采用针入度测定设备对待评估下垫面进行测定，准确的获得待评估下垫面的针入度，并采用预设的表面粗糙度测定方法对待评估下垫面进行测定，方便快速的获得待评估下垫面的表面粗糙度，根据各评估指标对应的权重以及各评估指标对应的指标值，进而确定待评估下垫面的特征指数；根据待评估下垫面的特征指数，从而确定待评估下垫面的降雨径流水流运动特征和污染物质径流冲刷特征。由此，可以准确快速的得出待评估下垫面的特征指数，进而综合的对待评估下垫面的降雨径流水流运动特征和污染物质径流冲刷特征进行评估，有效准确的反映出待评估下垫面的各项特征，还进一步提高了评估效率。
[0102]
在一个实施例中，参照图4，为本技术实施例所提供的另一种下垫面流动和冲刷特征的评估方法的流程示意图，包括：
[0103]
步骤401，采用层次分析法对各评估指标进行权重分析，以确定各评估指标对应的权重。
[0104]
其中，层次分析法，可以是根据各评估指标的物理意义和各评估指标权重的大小，将各评估指标分解为不同的组成因素，并按照因素间的相互关联影响以及隶属关系将因素按不同层次聚集组合，形成一个多层次的分析结构模型，从而最终使各评估指标归结为最低层(供决策的方案、措施等)相对于最高层(总目标)的相对重要权值的确定。
[0105]
在本技术实施例一种可能的实现方式中，根据糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值的物理意义，确定糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值对应权重的大小，根据层次分析法是对糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值进行排序后，利用层次分析法原理编写计算程序，通过程序输入糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值的属性、大小排序信息计算权重值。
[0106]
在一个示例中，糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值的权重排序为：α》β》γ》δ》ε》ζ。糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值对应的权重为：α:0.31，β:0.22，γ:0.17，δ:0.15，ε:0.10，ζ:0.05。
[0107]
步骤402，获取待评估下垫面的各评估指标对应的指标值，其中，指标值是根据待评估下垫面的各评估指标进行测定获得，评估指标包括：糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值；
[0108]
步骤403，根据各评估指标对应的权重以及各评估指标对应的指标值，确定待评估下垫面的特征指数；
[0109]
步骤404，根据待评估下垫面的特征指数，确定待评估下垫面的降雨径流水流运动特征和污染物质径流冲刷特征。
[0110]
上述步骤402至404的具体实现过程及原理，可以参照上述实施例的详细描述，此处不再赘述。
[0111]
上述下垫面流动和冲刷特征的评估方法，通过采用层次分析法对各评估指标进行权重分析，合理的确定各评估指标对应的权重，并对待评估下垫面的各评估指标进行测定，进而获取测定得到的各评估指标对应的指标值，指标值包括：糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值；进而根据各评估指标对应的权重以及各评估指标对应的指标值，确定待评估下垫面的特征指数；根据待评估下垫面的特征指数，从而确定待评估下垫面的降雨径流水流运动特征和污染物质径流冲刷特征。由此，通过结合糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值等多方面的指标，以及更合理的各评估指标对应的权重对待评估下垫面进行评估，得出待评估下垫面的特征指数，进而综合的对待评估下垫面的降雨径流水流运动特征和污染物质径流冲刷特征进行评估，进一步的有效准确的反映出待评估下垫面的各项特征。
[0112]
应该理解的是，虽然图1-图2、以及图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说
明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-图2、以及图4中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0113]
在一个实施例中，参照图5，提供了一种下垫面流动和冲刷特征的评估装置，该装置可以采用软件模块或硬件模块，或者是二者的结合成为计算机设备的一部分，该装置具体包括：指标值获取模块510、指数确定模块520和评估模块530。
[0114]
指标值获取模块510，用于获取待评估下垫面的各评估指标对应的指标值，其中，指标值是根据待评估下垫面的各评估指标进行测定获得，评估指标包括：糙率、入渗率、针入度、表面粗糙度、下垫面水流前锋线运动时间以及降雨径流收集水量与降雨量的比值。
[0115]
指数确定模块520，用于根据各评估指标对应的权重以及各评估指标对应的指标值，确定待评估下垫面的特征指数。
[0116]
评估模块530，用于根据待评估下垫面的特征指数，确定待评估下垫面的降雨径流水流运动特征和污染物质径流冲刷特征。
[0117]
在一个实施例中，指数确定模块520还用于：根据各评估指标对应的权重对各评估指标对应的指标值进行加权，生成各评估指标对应的加权后指标值；根据各评估指标对应的加权后指标值，确定待评估下垫面的特征指数。
[0118]
在一个实施例中，指数确定模块520还用于：将各评估指标对应的权重与各评估指标对应的指标值相乘，生成各评估指标对应的加权后指标值。
[0119]
在一个实施例中，指数确定模块520还用于：根据各评估指标对应的加权后指标值之和，确定待评估下垫面的特征指数。
[0120]
在一个实施例中，指标值获取模块510还用于：在布设有待评估下垫面的试验装置上进行人工降雨，获取产流历时、产流历时内的产流量、水槽宽度、径流水深、预设坡降、入渗率、水流前锋线运动时间、人工降雨前的下垫面重量、人工降雨后的下垫面重量以及末端收集的径流量；根据产流历时、产流历时内的产流量、水槽宽度、径流水深以及预设坡降，生成待评估下垫面的糙率；根据末端收集的径流量、人工降雨前的下垫面重量以及人工降雨后的下垫面重量，生成待评估下垫面的降雨径流收集水量与降雨量的比值；采用针入度测定设备对待评估下垫面进行测定，获得待评估下垫面的针入度；采用预设的表面粗糙度测定方法对待评估下垫面进行测定，获得待评估下垫面的表面粗糙度。
[0121]
在一个实施例中，指标值获取模块510还用于：采用接触式表面粗糙度仪接触待评估下垫面对应的粗糙度测量点，获得待评估下垫面的表面粗糙度。
[0122]
参照图6，在一个实施例中，该下垫面流动和冲刷特征的评估装置还包括权重分析模块540：用于采用层次分析法对各评估指标进行权重分析，以确定各评估指标对应的权重。
[0123]
关于下垫面流动和冲刷特征的评估装置的具体限定可以参见上文中对于下垫面流动和冲刷特征的评估方法的限定，在此不再赘述。上述下垫面流动和冲刷特征的评估装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储
器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0124]
图7是本技术在一个实施例中提供的终端设备的结构示意图。如图7所示，该实施例的终端设备700包括：至少一个处理器710(图7中仅示出一个)处理器、存储器720以及存储在存储器720中并可在至少一个处理器710上运行的计算机程序721，处理器710执行计算机程序721时实现上述下垫面流动和冲刷特征的评估方法实施例中的步骤。
[0125]
终端设备700可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。该终端设备可包括，但不仅限于，处理器710、存储器720。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是终端设备700的举例，并不构成对终端设备700的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
[0126]
所称处理器710可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，该处理器710还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0127]
所述存储器720在一些实施例中可以是所述终端设备700的内部存储单元，例如终端设备700的硬盘或内存。所述存储器720在另一些实施例中也可以是所述终端设备700的外部存储设备，例如所述终端设备700上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，所述存储器720还可以既包括所述终端设备700的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器720用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(boot loader)、数据以及其他程序等，例如所述计算机程序的程序代码等。所述存储器720还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0128]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0129]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0130]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
[0131]
在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0132]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0133]
另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0134]
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
[0135]
本技术实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过一种计算机程序产品来完成，当所述计算机程序产品在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。
[0136]
以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。