一、方案背景与意义

新雪密度（Fresh Snow Density）是雪崩预测中的关键指标之一。新落雪在短时间内形成的 低密度弱层（Soft Layer），易在上覆积雪压力作用下发生滑移，是触发雪崩的典型条件。

传统人工铲雪坑测密度方式存在以下问题：

本方案通过新雪密度在线监测技术，实现对新雪落区、风积区、积雪坡面的新雪结构进行实时监测，有效支撑雪崩预警、山区道路安全管理、滑雪场运营管理及高山水文积雪预报。

二、监测目标

三、监测原理

1. 新雪密度计算原理

新雪密度常用公式：
ρ = m / V
传统方法需采样质量和体积，而在线监测通过以下技术实现等效计算：

（1）介电常数法

雪的介电常数与密度呈正相关：

传感器通过测量高频电场在雪层中的响应，得到介电常数，再换算出密度。

（2）雷达射频法（RF）

采用短距穿透式电磁波阵列，测量雪层信号衰减系数与传播速度，反推出密度变化。

两类技术均适用于新雪0–12小时结构监测。

2. 新雪沉降压实监测

通过密度序列（如每10分钟）分析：

系统自动识别压实速率并加入预警模型。

3. 配套环境参数

为提升雪崩预测准确性，本系统同时监测：

四、系统组成

所有设备均为抗极寒、防冻凝露设计，可在大风、暴雪环境下长期稳定运行。

五、设备参数（纯文字，无表格）

新雪密度传感器

量程：0–350 kg/m³（新雪专用）
精度：±5%
响应时间：1 秒
探测层厚度：0–20 cm
工作温度：-45℃～+50℃
防护等级：IP68
传感方式：介电常数/射频法

表层温度监测

量程：-50℃～+50℃
精度：±0.2℃

雪深增量仪（超声）

量程：0–5m
精度：±1cm

降雪量传感器（光学式/翻斗）

降雪速率量程：0–50 mm/h
精度：±4%

采集主机

通讯：4G主动上报
接口：RS485 / SDI-12
工作温度：-40℃～+60℃
离线存储：≥ 30天

电源系统

太阳能板 ≥ 40W
低温锂电池 ≥ 30Ah
连续阴雪天运行 ≥ 7天

六、方案实现步骤

七、数据分析与预警策略

1. 核心指标：新雪密度

2. 新雪密度变化率

密度增长过快 → 风加载或湿化
密度增长缓慢 → 弱层持久存在

3. 新雪沉降量与雪深增量

每小时雪深 > 2cm → 高载荷
每小时雪深 > 5cm → 极易触发滑移

4. 多参数联动预警模型

预警等级根据以下因素综合计算：

系统输出：
安全 → 注意 → 预警 → 高危 → 极危。

八、主要功能特点

九、应用场景

十、效益分析

十一、参考标准

十二、案例分享（示例）

新疆某高山公路布设新雪密度监测站3套，在一次暴雪过程中系统监测到 “极低密度新雪 + 快速降温弱层稳定” 的组合，平台自动进入“预警”状态。高速管理部门依据数据提前关闭道路，避免了潜在雪崩事故。