一、方案介绍

雪层含水率是衡量积雪结构稳定性、融化速率及雪崩风险的重要物理指标。随着气候变化及极端天气频发，寒区公路、铁路、滑雪场、水源地及高山观测站对积雪内部水分动态变化的实时监测需求不断增加。本方案采用 S-SMWC 积雪含水率分层监测系统，基于电磁波介电常数测量原理（TDR 技术），沿雪层垂直方向布设多层传感节点，实时采集不同深度积雪含水率数据。传感器通过 RS485（Modbus-RTU） 接入 4G 数据采集主机，采集主机采用 4G 网络主动上报至云端监测平台，实现全天候、无人值守在线监测。系统支持手机小程序、Web 平台、PC 客户端实时查看、历史曲线分析、数据导出及多级预警功能。

二、监测目标

三、需求分析

1. 雪层结构复杂

不同深度雪层密度、温度及水分差异明显，必须进行分层监测。

2. 环境恶劣

3. 无人值守需求

山区、极地、滑雪场等区域布点分散，需远程在线监测。

4. 数据连续性要求高

必须支持长期稳定运行和历史数据存储分析。

四、监测方法

1. 分层布设方式

标准布设（0.5 m 间隔，2.5 m 总深度）

深雪区布设（1 m 间隔，5 m 深度）

2. 数据采集流程

传感节点 → RS485 总线 → 4G 采集主机 → 云端平台 → 手机/电脑查看

五、应用原理

系统基于 电磁波时域反射原理（TDR）：

当电磁脉冲沿探杆传播时，传播速度受介电常数影响，而介电常数与雪中液态水比例密切相关。系统通过测量脉冲反射时间，计算介电常数，再通过内部算法换算为体积含水率（%）。

特点：

六、功能特点

七、硬件清单

八、硬件参数（量程、精度）

1. 积雪含水率传感器

2. 4G 数据采集主机

九、方案实现

十、数据分析

系统可生成：

数据可导出用于科研或水文模型计算。

十一、预警决策

可设置多级报警机制：

报警方式包括：

用于：

十二、方案优点

十三、应用领域

十四、效益分析

安全效益

提前识别雪层失稳风险，减少灾害损失。

经济效益

避免道路封闭和设施损毁带来的经济损失。

科研价值

建立长期雪层水分数据库。

水文价值

提高春季融雪径流预测精度。

十五、国标规范

十六、参考文献

十七、案例分享

某高原滑雪场部署多套分层积雪含水率在线监测系统，在融雪季节成功识别含水率快速上升阶段，及时调整压雪与排水策略，避免雪道塌陷事故发生。系统运行稳定，实现远程实时监管。