積雪測量系統

一、可測量參數

1. 雪深

2. 雪密度

3. 雪水當量

4. 雪中含水量和含冰量

自動的、連續的測量雪的相關狀態是非常困難的，需要記錄大量的參數才能確保數據的可靠性。除此之外，因為雪在空間上和時間上都有非常大的可變性。直到現在，僅僅可以采用正點準時測量相關參數。積雪分析系統（SPA）是一個**性的雪測量系統，是目前世界上的一個可以連續的、自動的測量所有的和雪相關的參數，比如雪深，雪密度，雪水當量，以及雪中含水量和含冰量。正是由于這些特點，系統可以收集大量的積雪狀態信息。SPA 可以提供當前的，正時的數據延遲收集。系統的安裝有好幾種可能性，主要根據用戶的需要而定。此外，系統還可以幫助減少在寒冷區域居住的人群由于降雪所帶來的危險，并且可以降低人力收集所產生的資源成本。

SPA 傳感器的測量原理

二、傳感器測量

1. 無雪蓋冰層引起的測量誤差

2. 簡單方便安裝

3. 自動的、連續的測量

4. 傳感器非常節能

5. 兩段測量之間系統處于待機狀態

6. 非常適合太陽能供電

三、系統配置需求

1. 雪蓋信息

2. 雪深信息

3. 延伸信息，*多可以使用4 個SPA 傳感器測量

測量原理

雪深傳感器的原理是，在傳感器和雪表面之間，通過超聲波的傳輸時間計算雪深。溫度對測量產生的影響，通過自動溫度補償解決。

介電常數測量

雪的組成有三個部分，包括冰，水，和空氣。不同的內容會產生不同的測量影響，這些不同的物質有不同的介電常數。采用一個平坦的帶狀傳感器（SPA 傳感器），并且使用至少兩個波段，消除由于單獨物質帶來的影響。液態水含量，冰含量，雪密度及雪水當量在積雪中，比容相當于液態水和冰的含量。通過這些信息，我們可以計算出雪的密度。綜合雪密度和雪深，我們可以定義出雪水當量。

系統安裝

SPA 系統的安裝非常簡便，移動到一個新的位置也可以重新安裝，甚至在山坡上也可以實現安裝。雪深傳感器通過一個橫臂被固定在系統的主桿上，SPA 傳感器的一邊通過懸掛也固定在系統的主桿上，另外一邊通過地錨固定在土壤中。傳感器的長度在3 至10 米之間可變。SPA 系統的中心部分是測量和控制設備，用來分析輸入數據，并通過RS-232 通訊接口傳輸至數據采集器。

應用范圍

在一些水電公司，以及政府防汛防洪部門，需要對水資源進行嚴密的監控，對水的收集，以及對融雪水量大小的預計都非常的重要，通過這些測量反饋，可以預防洪水。在農業領域和采礦領域，可以消除由于融雪產生的水滲透至土壤或地下所產生的影響。

積雪里面的液態水含量，以及融雪水含量，飽和度都是可以被估計出來。現在，我們可以通過SPA 系統測量出這些參數。因此，系統可以為水文設計提供非常重要的更新信息。此外，這些信息對于融雪模型也是非常重要的，參比一些遠程遙測數據。SPA 可以在地面進行控制，完成標定。雪密度和雪中液態水含量對于處于濕狀態的雪容易產生的雪崩風險評估來講都是非常重要的參數，SPA 可以幫助改善測量單位的數據質量和密度，因此，系統可以增加生活在高山地區的人群和錯落的安全。無冰層影響。在積雪中，雪枕通常情況下會由于冰層產生一些問題。這種現象是由于該區域的的雪的融合和冰凍反復發生產生的冰層引起的，這樣就會對測量結果產生一定的影響，SPA 系統不會由于冰層而產生這樣的影響。根據需要安裝系統SPA 系統*大可以安裝四個SPA 傳感器，具體安裝的數量根據用戶的需要而定。傳感器可以有一定的傾斜度，或者與積雪場保持水平。這幾種不同可能的安裝方式可以優化需求信息。

剖面

SPA 傳感器的被安裝至水平位置，這樣可以增加測量雪的剖面密度和液態水含量。通過這種方法，可以測量出可能存在的正在運動的融雪水狀況，并且可以產生一個雪密度廓線。

面積

多個 SPA 傳感器可以安裝成星狀，傳感器的測量值可以進行平均，從而提供一個立體范圍狀況，而且還可以標定遠程遙測數據。

系統組成

SPA 傳感器可安裝１至４個傳感器

傳感器長度３至 10 米防水的、抗紫外的平帶，包括三個寬的銅線測量區域的深入深度為 4 厘米SPA 傳感器的懸掛機械固定傾斜安裝的傳感器扮演了一個位移傳感器，改善了傳感器的測量長度測量和控制單元阻抗分析儀測量沿著 SPA 傳感器的復數阻抗擴展板控制，使得控制可以在多個傳感器之間轉換，連接至雪深傳感器控制單元用于測量計算雪的相關參數，RS-232 串口通訊，ASCII 數據格式雪深傳感器超聲波雪深傳感器，結合溫度補償

可選擇組件

*大可整合兩個傳感器用于測量溫度（雪溫，土壤溫度，表面溫度）

主桿和機械部件

電源

數據采集器和數據傳輸