0  引言

    架空輸電線路作為電能輸送的重要載體,，呈現(xiàn)線狀分布導(dǎo)致其跨越不同的地形地貌單元,、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造單元、水文地質(zhì)單元等,， 在上述因素的作用下,，很容易遭受地質(zhì)災(zāi)害（包括山體滑坡、泥石流等）的影響,，導(dǎo)致塔倒線斷,，嚴(yán)重影響社會(huì)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們的正常生活,。

    如何防范地質(zhì)災(zāi)害對(duì)輸電線路的威脅,，勘測(cè)、設(shè)計(jì)工作是關(guān)鍵環(huán)節(jié),，對(duì)于保障輸電線路整體安全,、建設(shè)施工安全、投產(chǎn)后的運(yùn)行安全至關(guān)重要,。

    余鳳先等應(yīng)用地理信息系統(tǒng)具有的定性,、定量、定位分析功能進(jìn)行九龍—石棉500 kV送電線路的優(yōu)選工作,，形成工程地質(zhì)分區(qū),，對(duì)工程地質(zhì)條件較復(fù)雜的區(qū)域進(jìn)行局部方案比選，推薦條件較優(yōu)的路徑^[1],。高傳東提出了應(yīng)用GIS技術(shù)提取山區(qū)災(zāi)害多發(fā)區(qū)段影響選線方案的信息,，應(yīng)用層次分析方法實(shí)現(xiàn)災(zāi)害選線多因素的綜合分析及多方案綜合比選^[2]?？捉鹆釕?yīng)用GIS技術(shù)提取公路選線方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)信息,，應(yīng)用層次分析方法實(shí)現(xiàn)公路選線多因素的綜合分析及多方案綜合比選^[3],。Baharuddin等通過(guò)GIS系統(tǒng)在制作滑坡災(zāi)害地圖的基礎(chǔ)上利用斜坡圖、地形圖,、土地利用圖和地質(zhì)地圖,，在GIS中使用加權(quán)疊加方法將多個(gè)影響因素納入預(yù)測(cè)最優(yōu)路線分析。

1  地質(zhì)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)目的

    利用GIS綜合分析影響輸電線路的各種地質(zhì)因素,，通過(guò)對(duì)其賦權(quán),、影響程度等，在GIS環(huán)境下采用緩沖區(qū)分析,、圖層疊加并附以相應(yīng)的圖表和統(tǒng)計(jì)方法為輸電線路方案優(yōu)選提供技術(shù)支持^[4],。

2  地質(zhì)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

    地質(zhì)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取，包含了地層巖性,、地質(zhì)災(zāi)害距離,、地質(zhì)構(gòu)造3項(xiàng)，在確定指標(biāo)后,，分析各指標(biāo)對(duì)穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)值Q，結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)法,、自然間斷點(diǎn)法,、標(biāo)準(zhǔn)化法等方法對(duì)各指標(biāo)賦予0~10 范圍內(nèi)的值，值越高表示對(duì)災(zāi)害發(fā)生的可能性就越大,。

2.1  地質(zhì)災(zāi)害

    地質(zhì)災(zāi)害是輸電線路選線的重要影響因素,，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的類型可分為：滑坡、崩塌,、泥石流,、不穩(wěn)定斜坡、地面塌陷,、地裂縫等,。通過(guò)研究線路通過(guò)區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害的空間分布，主要是依據(jù)與線路的距離來(lái)判斷其影響^[5],。

    利用前期高分辨率遙感影像解譯方法,，獲得研究區(qū)內(nèi)崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的分布數(shù)據(jù)(見(jiàn)圖 1) ，利用Arc GIS 對(duì)研究區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)進(jìn)行5 km范圍的緩沖分析,，得到研究區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害緩沖區(qū)數(shù)據(jù),，并按自然間斷法對(duì)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，將數(shù)據(jù)劃分為 10級(jí),。依照分類結(jié)果將地質(zhì)災(zāi)害緩沖區(qū)數(shù)據(jù)按照距離的遠(yuǎn)近劃分為10個(gè)范圍,，并從10~1進(jìn)行等間距賦值。

2.2  地質(zhì)構(gòu)造

    地質(zhì)構(gòu)造是影響線路所經(jīng)區(qū)域內(nèi)災(zāi)害發(fā)生的主要原因,，選擇有利于線路通過(guò)的地質(zhì)構(gòu)造也是保證線路安全可靠的主要措施,。

    斷裂構(gòu)造的存在會(huì)對(duì)周圍的地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生影響,，造成斷裂構(gòu)造附近巖體破碎，增加了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性,，另外一般而言距離斷裂構(gòu)造越近地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的可能性越大,。

    結(jié)合上述分析結(jié)果，在距斷裂構(gòu)造5 km范圍內(nèi),，按照0.5 km等間距為一組,，并按照距離的遠(yuǎn)近從10~1等間距賦值。

    同樣利用高分辨率遙感影像獲得研究區(qū)范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造（見(jiàn)圖 1）,。

2.3  地層巖性

    地層巖性及其結(jié)構(gòu)特征是影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育和分布的重要內(nèi)在因素之一,，遙感解譯得到研究區(qū)內(nèi)巖石類型分布，依據(jù)巖石硬度等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)劃分為10級(jí),，對(duì)不同的巖性賦予不同的硬度等級(jí),，硬度從大到小分別為10~1。同樣利用高分辨率遙感影像獲得研究區(qū)范圍內(nèi)的巖石硬度分布范圍,，見(jiàn)圖1,。

3  評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

    構(gòu)建評(píng)價(jià)模型，就是利用所選取的指標(biāo),，并賦予相應(yīng)的權(quán)重,，在一定的數(shù)學(xué)模型下計(jì)算各個(gè)指標(biāo)對(duì)輸電線路的影響程度。

    由于每一個(gè)影響因素對(duì)輸電線路的地質(zhì)穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)大小不同,，因此不同因素有不同的權(quán)重P_i,，權(quán)重的計(jì)算方法為，首先將各個(gè)影響因素Q_i按照其對(duì)輸電線路地質(zhì)穩(wěn)定性重要性的不同進(jìn)行由小到大的排序,；其次,，確定各個(gè)影響因素之間的重要性程度V_i+1,i，用倍數(shù)表示,，其中令V_1,0=1,。最后，按照下式計(jì)算各影響因素的權(quán)重：

其中,，U₁=V_1,0,，U₂=V_2，1×V_1,，0,，…，U_i=V_i,，i-1×V_i-1,，i-2×…V_1，0，據(jù)此計(jì)算獲得的影響因素對(duì)應(yīng)的權(quán)重,。

    研究區(qū)內(nèi)輸電線路地質(zhì)穩(wěn)定性的計(jì)算公式如下：

4  豐徐線地質(zhì)穩(wěn)定性的分析

4.1  地質(zhì)穩(wěn)定性影響因素的獲取

    在充分收集和熟悉豐徐線沿線地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上,，在高分辨率遙感上建立典型地質(zhì)災(zāi)害類型、構(gòu)成要素,、地貌,、地質(zhì)構(gòu)造、巖（土）體類型,、水文地質(zhì)現(xiàn)象和土地覆蓋類型等的高分辨率遙感影像下的解譯標(biāo)志,。利用高分辨率遙感影像解譯輸電線路走廊范圍內(nèi)的各種地層巖性分布范圍、斷裂構(gòu)造（主要包括斷裂破碎帶和活動(dòng)斷裂帶）位置及規(guī)模,、地質(zhì)災(zāi)害（主要包括滑坡,、崩塌、泥石流,、采空區(qū)等）,。

4.2  影響因素?cái)?shù)據(jù)的處理

    影響因素的處理包括派生數(shù)據(jù)的生成、重分類及賦權(quán),。

    派生處理是指對(duì)地質(zhì)災(zāi)害,、地質(zhì)構(gòu)造數(shù)據(jù)，利用GIS方法,，依據(jù)輸電線路距離各影響因素的遠(yuǎn)近,，采用線性模型表達(dá)各個(gè)影響因素對(duì)輸電線路的影響程度。其中對(duì)于地層巖性數(shù)據(jù)則是利用依據(jù)巖性與巖石硬度等級(jí)關(guān)系,，對(duì)于不同類型的巖性分別賦予相應(yīng)的巖石硬度。

    重分類是指對(duì)地質(zhì)災(zāi)害,、地質(zhì)構(gòu)造所生成的派生數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí),，使其變成具有一定權(quán)重的無(wú)量綱。

    賦權(quán)則是對(duì)各個(gè)影響因素Qi按照其對(duì)輸電線路地質(zhì)穩(wěn)定性,、重要性的不同分別賦予相應(yīng)的權(quán)重,，如表1所示。

4.3  地質(zhì)穩(wěn)定性分析

    依據(jù)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)模型,，在GIS 環(huán)境下通過(guò)空間疊加計(jì)算,，從而獲得基于柵格格式的地質(zhì)穩(wěn)定性數(shù)據(jù)，如圖2所示,。

    將輸電線路500 m范圍內(nèi)的地質(zhì)穩(wěn)定性數(shù)據(jù)匯總,，該數(shù)字作為地質(zhì)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的指標(biāo)，如圖3所示,。

    在輸電線路選線的過(guò)程中,，通過(guò)變換輸電線路的空間位置（如圖4所示），則可以獲得相應(yīng)路線的穩(wěn)定性指標(biāo)，表2所示的是不同設(shè)計(jì)路線的地質(zhì)穩(wěn)定性指標(biāo),。

    可以看出通過(guò)地質(zhì)穩(wěn)定性最優(yōu)獲得的最優(yōu)路線雖然在地質(zhì)穩(wěn)定性指標(biāo)方面非常優(yōu)秀,，但是存在空間分布不合理性，這主要是由于設(shè)計(jì)路線的范圍限制,，但是對(duì)于實(shí)際的設(shè)計(jì)路線具有很好的參考價(jià)值,。

5  結(jié)論 

    通過(guò)分析輸電線路地質(zhì)穩(wěn)定性影響因素，運(yùn)用GIS建立地質(zhì)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)模型,。將地質(zhì)穩(wěn)定性影響因素?cái)?shù)據(jù)的獲取,、因素的定量化處理、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)單元的確定,、分值和參數(shù)計(jì)算,、穩(wěn)定性級(jí)別判定等納入一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)流程，實(shí)行全數(shù)字化處理的模式,，從而減少人工工作量,，加快輸電線路地質(zhì)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)工作進(jìn)程，提高穩(wěn)定評(píng)價(jià)成果的精度和質(zhì)量,，尤其是便于穩(wěn)定性評(píng)價(jià)成果的動(dòng)態(tài)管理,、更新和應(yīng)用，為輸電線路選線中所涉及的地質(zhì)穩(wěn)定性問(wèn)題提供了一種有效的解決方案,。

參考文獻(xiàn)

[1] 余鳳先,，黎澤文，何政偉,，等.基于GIS的九龍—石棉500kV送電線路優(yōu)選[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù),，2008(2):90-93.

[2] 高傳東，崔鵬,，韋方強(qiáng),，等.基于GIS的山區(qū)道路災(zāi)害多發(fā)區(qū)段線路方案優(yōu)選——以迫隆藏布流域?yàn)槔齕J].鐵路航測(cè)，2003(4):19-22.

[3] 孔金玲.基于GIS技術(shù)的公路選線多方案綜合評(píng)價(jià)[J].武漢測(cè)繪科技大學(xué)學(xué)報(bào),，1999(3):213-215,，220.

[4] 孟祥瑞，裴向軍,，劉清華,，等.GIS支持下基于因子分析法的都汶路沿線地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性評(píng)價(jià)[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2016,，27(3):106-115.

[5] 賈永剛,，廣紅，王義.GIS和SDSS在高速公路選線之中的應(yīng)用[J].地球科學(xué),，2001(6):653-656.

作者信息:

楊繼業(yè)1,，李占軍1，劉  然1，劉  濤1,，孫  巖1,，李冬雪1，高  勛1,，巴  林1,，林  濤2，張旭晴3

（1.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司 經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院,，遼寧 沈陽(yáng) 110015,；

2.大連電安工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，遼寧 大連116021,；3.吉林大學(xué),，吉林 長(zhǎng)春130026）