摘要：方案介绍本方案针对积雪体内部不同深度的含水率变化进行分层监测，采用先进的介电常数法、多点湿度探头或FDR/TDR技术，构建积雪水分剖面监测系统。该系统可实现雪体中自由水、雪密度与融化趋势的动态获取，服务于雪崩预警、水资源预估、气候研究及冰雪灾害防控等领域。
方案介绍
本方案针对积雪体内部不同深度的含水率变化进行分层监测，采用先进的介电常数法、多点湿度探头或FDR/TDR技术，构建积雪水分剖面监测系统。该系统可实现雪体中自由水、雪密度与融化趋势的动态获取，服务于雪崩预警、水资源预估、气候研究及冰雪灾害防控等领域。
监测目标
实时监测积雪各深度层位的含水率变化分析雪层融化进程与液态水积累情况评估雪层结构稳定性与含水风险等级提供雪情研判、雪崩预测和水文建模支持需求分析
积雪含水率是衡量雪体稳定性和水文功能的关键指标。融化水在雪体内部的聚集与运动是引发湿雪崩、冻融作用和径流暴发的直接因素。单一层位监测无法反映雪体三维水分分布，需构建垂向分层的实时监测系统。
监测方法
利用插入式多层水分传感器（介电常数法或频域反射法）在不同深度布点采集数据，形成雪体水分剖面。数据通过低温数据采集器实时收集，并可通过无线模块上传至平台进行趋势分析。
应用原理
介电常数法基于水分子对电场响应的显著性，探头可感知雪中自由水比例，从而推算体积含水率；FDR/TDR探头则通过测量电磁波在雪体中传播速度推算水含量。多层布设形成垂直剖面，实现分层动态监测。
功能特点
多层结构设计，支持2～10层测点定制支持-40℃极寒环境工作，适合高原和北方山区自动定时采样、远程传输、异常报警可选配温度传感器联动测量温湿耦合特性支持太阳能/电池双供电，野外持续运行数据平台支持可视化、导出与预警模型部署硬件清单
分层雪体含水率探头（FDR/TDR或介电常数法）数据采集器（内置存储+远程通信）无线通信模块（4G/NB-IoT/LoRa）低温型防护外壳与支架插杆电源系统（太阳能板+低温锂电池）可选气象监测站（降雪、气温、风速）硬件参数（量程、精度）
含水率测量范围：0～60%（体积含水率）精度：±2～3%（体积含水率）分辨率：≤0.1%测点间距：5～10cm可定制温度适应范围：-40～+60℃通信方式：RS485、4G、LoRa、NB-IoT方案实现
在监测区域布设含水率传感探头链或插杆，嵌入积雪层中每个深度点采集含水率数据，形成动态雪体剖面数据采集器设定采样频率，并通过无线模块定时上传平台自动绘制雪层含水率随深度与时间变化的曲线图系统支持远程维护、参数设置与数据下载数据分析
雪层垂直含水率剖面与日变化趋势积雪自由水积累与释放动态模拟分析雪融水启动点、雪层渗透性与出流时机雪体湿稳定性分析用于雪崩风险评估融雪水资源量预测与水文模型输入数据生成预警决策
含水率突增（如＞10%）预警湿雪崩或雪体不稳定风险设定积雪含水率分层阈值触发预警信息推送平台生成预警报告供管理人员分析研判可结合温度、降水、风速实现多参综合预警分层动态监测积雪内部水分变化，更贴近实际过程提高雪情预判的精度和响应效率系统稳定性强，适用于野外无人值守运行可扩展为雪情综合监测系统，与温度、密度、光照协同有助于建立标准化雪情数据采集与管理体系应用领域
高山与高原地区雪崩预警系统冰雪水资源预测与调度管理高寒公路、铁路沿线雪情监控滑雪场安全管理与运营调度气候与生态研究项目支持效益分析
降低积雪相关自然灾害（如雪崩、山洪）风险为融雪水利用调度提供科学依据降低人工巡检与误判率提高科学监测水平，推动智慧气象与灾害管理体系建设促进数据标准化采集，有利于多区域协同监测网络构建国标规范
GB/T 41910-2022《雪情监测技术规范》GB/T 20478-2006《环境监测技术通用规范》JJF 1636-2017《温湿度传感器校准规范》NY/T 1745-2009《田间土壤水分监测方法》参考适配参考文献
《雪体含水率变化对雪崩影响的研究》《基于FDR的积雪含水率监测技术应用探讨》《寒区雪情多参数综合监测系统设计》案例分享
四川某雪崩易发山区部署积雪含水率分层监测系统，通过设置8层传感点，连续监测一整个雪季的雪体水分变化。在一次强降温融雪期前，系统捕捉到雪体中层含水率突增，结合温度数据分析出雪层内部可能存在软弱层，及时发布雪崩风险提示，避免了施工人员受灾，取得良好预警效果。
来源：欣仰邦
