一、方案概述

雪崩、融雪洪水、冰冻灾害与积雪覆盖对交通、电力、水文及生态安全影响显著，其中 雪层密度（Snow Density）与含水量（Snow Wetness） 是决定雪层稳定性、雪板承载能力和弱层形成的关键指标。传统人工雪坑剖面法难以满足实时性、连续监测和危险区监测需求。

本方案构建一套 雪层密度 + 含水量 + 温度剖面 + 超声雪深 + 4G主动上报 的综合在线监测体系，实现雪层结构实时连续监测，支持雪崩预警、融雪走势评估、冰冻气象研究与山区灾害防治。

二、监测目标

三、监测原理与方法

1. 雪层密度监测原理

可采用以下两类在线传感方式：

（1）介电常数法（高稳定性）

雪的密度与其介电常数（ε）存在明确关系：

传感器使用极间电极阵列，通过测量高频激励电场的介电响应推算密度。

优点：防水、防冰、适合连续监测。

（2）基于衰减射频法（RF attenuation）

射频波在雪层中的传播速度与密度成反比。在已知路径长度条件下，可通过信号衰减与传播时间求密度。

优点：适用于深层雪厚监测（0–300 cm）。

2. 雪层含水量监测原理

采用电阻抗/介电复合法：

通过测量雪体的电导率变化可实时反映雪的液态水含量。

含水量指标包括：

3. 雪层温度剖面监测（辅助指标）

在雪层不同深度（如 10cm、20cm、30cm、50cm…）布设温度探针：

与密度/含水量联动可形成雪结构完整性分析。

4. 雪深监测（表层指标）

使用超声波雪深计：

四、系统组成

本系统由以下模块组成：

探杆可根据积雪厚度定制 1m、1.5m、2m 或更长尺寸。

五、设备参数建议（典型值，无表格纯文字）

雪层密度传感器

量程：0–600 kg/m³
精度：±5%
探测深度：0–200 cm（分层）
工作温度：-45℃～+50℃
防护等级：IP68

雪层含水量传感器

体积含水量范围：0%–30%
精度：±2%
响应时间：1s
传感方式：电阻抗/介电混合

雪层温度探针

量程：-50℃～+60℃
精度：±0.2℃

超声雪深监测仪

量程：0–10m
精度：±1cm

采集主机（内置4G）

工作温度：-40℃～+60℃
支持 SDI-12 / RS485
本地存储 ≥ 30天
主动上报模式

电源系统

太阳能板 ≥ 40W
锂电池 ≥ 30Ah（低温型）
连续阴雪运行 ≥ 7天

六、方案实现流程

七、数据分析与预警模型

系统根据以下核心指标构建 雪层稳定性指数（SSI）：

系统输出五级预警：
安全 → 注意 → 预警 → 高危 → 极危。

八、系统功能特点

九、应用场景

十、效益分析

十一、相关标准

十二、案例示例

在川西某高海拔山区布设本方案的雪层结构监测站 6 套，监测显示“浅层湿弱层 + 快速升温”组合出现后，系统提前 12 小时发布“高危预警”，帮助交通部门提前封闭道路，避免了雪崩阻断事故。