0  引言

    架空輸電線路作為電能輸送的重要載體，呈現線狀分布導致其跨越不同的地形地貌單元、區域地質構造單元、水文地質單元等， 在上述因素的作用下，很容易遭受地質災害（包括山體滑坡、泥石流等）的影響，導致塔倒線斷，嚴重影響社會穩定、經濟發展和人們的正常生活。

    如何防范地質災害對輸電線路的威脅，勘測、設計工作是關鍵環節，對于保障輸電線路整體安全、建設施工安全、投產后的運行安全至關重要。

    余鳳先等應用地理信息系統具有的定性、定量、定位分析功能進行九龍—石棉500 kV送電線路的優選工作，形成工程地質分區，對工程地質條件較復雜的區域進行局部方案比選，推薦條件較優的路徑^[1]。高傳東提出了應用GIS技術提取山區災害多發區段影響選線方案的信息，應用層次分析方法實現災害選線多因素的綜合分析及多方案綜合比選^[2]。孔金玲應用GIS技術提取公路選線方案的評價指標信息，應用層次分析方法實現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GIS系統在制作滑坡災害地圖的基礎上利用斜坡圖、地形圖、土地利用圖和地質地圖，在GIS中使用加權疊加方法將多個影響因素納入預測最優路線分析。

1  地質穩定性評價目的

    利用GIS綜合分析影響輸電線路的各種地質因素，通過對其賦權、影響程度等，在GIS環境下采用緩沖區分析、圖層疊加并附以相應的圖表和統計方法為輸電線路方案優選提供技術支持^[4]。

2  地質穩定性評價指標體系的建立

    地質穩定性評價指標的選取，包含了地層巖性、地質災害距離、地質構造3項，在確定指標后，分析各指標對穩定性的貢獻值Q，結合專家經驗法、自然間斷點法、標準化法等方法對各指標賦予0~10 范圍內的值，值越高表示對災害發生的可能性就越大。

2.1  地質災害

    地質災害是輸電線路選線的重要影響因素，根據地質災害的類型可分為：滑坡、崩塌、泥石流、不穩定斜坡、地面塌陷、地裂縫等。通過研究線路通過區域內的地質災害的空間分布，主要是依據與線路的距離來判斷其影響^[5]。

    利用前期高分辨率遙感影像解譯方法，獲得研究區內崩塌滑坡地質災害點的分布數據(見圖 1) ，利用Arc GIS 對研究區內的地質災害數據進行5 km范圍的緩沖分析，得到研究區內的地質災害緩沖區數據，并按自然間斷法對緩沖區數據進行聚類分析，將數據劃分為 10級。依照分類結果將地質災害緩沖區數據按照距離的遠近劃分為10個范圍，并從10~1進行等間距賦值。

2.2  地質構造

    地質構造是影響線路所經區域內災害發生的主要原因，選擇有利于線路通過的地質構造也是保證線路安全可靠的主要措施。

    斷裂構造的存在會對周圍的地質環境產生影響，造成斷裂構造附近巖體破碎，增加了地質災害發生的可能性，另外一般而言距離斷裂構造越近地質災害發育的可能性越大。

    結合上述分析結果，在距斷裂構造5 km范圍內，按照0.5 km等間距為一組，并按照距離的遠近從10~1等間距賦值。

    同樣利用高分辨率遙感影像獲得研究區范圍內的地質構造（見圖 1）。

2.3  地層巖性

    地層巖性及其結構特征是影響地質災害發育和分布的重要內在因素之一，遙感解譯得到研究區內巖石類型分布，依據巖石硬度等級劃分標準劃分為10級，對不同的巖性賦予不同的硬度等級，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范圍內的巖石硬度分布范圍，見圖1。

3  評價模型的構建

    構建評價模型，就是利用所選取的指標，并賦予相應的權重，在一定的數學模型下計算各個指標對輸電線路的影響程度。

    由于每一個影響因素對輸電線路的地質穩定性的貢獻大小不同，因此不同因素有不同的權重P_i，權重的計算方法為，首先將各個影響因素Q_i按照其對輸電線路地質穩定性重要性的不同進行由小到大的排序；其次，確定各個影響因素之間的重要性程度V_i+1,i，用倍數表示，其中令V_1,0=1。最后，按照下式計算各影響因素的權重：

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，據此計算獲得的影響因素對應的權重。

    研究區內輸電線路地質穩定性的計算公式如下：

4  豐徐線地質穩定性的分析

4.1  地質穩定性影響因素的獲取

    在充分收集和熟悉豐徐線沿線地質資料的基礎上，在高分辨率遙感上建立典型地質災害類型、構成要素、地貌、地質構造、巖（土）體類型、水文地質現象和土地覆蓋類型等的高分辨率遙感影像下的解譯標志。利用高分辨率遙感影像解譯輸電線路走廊范圍內的各種地層巖性分布范圍、斷裂構造（主要包括斷裂破碎帶和活動斷裂帶）位置及規模、地質災害（主要包括滑坡、崩塌、泥石流、采空區等）。

4.2  影響因素數據的處理

    影響因素的處理包括派生數據的生成、重分類及賦權。

    派生處理是指對地質災害、地質構造數據，利用GIS方法，依據輸電線路距離各影響因素的遠近，采用線性模型表達各個影響因素對輸電線路的影響程度。其中對于地層巖性數據則是利用依據巖性與巖石硬度等級關系，對于不同類型的巖性分別賦予相應的巖石硬度。

    重分類是指對地質災害、地質構造所生成的派生數據進行分級，使其變成具有一定權重的無量綱。

    賦權則是對各個影響因素Qi按照其對輸電線路地質穩定性、重要性的不同分別賦予相應的權重，如表1所示。

4.3  地質穩定性分析

    依據穩定性評價模型，在GIS 環境下通過空間疊加計算，從而獲得基于柵格格式的地質穩定性數據，如圖2所示。

    將輸電線路500 m范圍內的地質穩定性數據匯總，該數字作為地質穩定性評價的指標，如圖3所示。

    在輸電線路選線的過程中，通過變換輸電線路的空間位置（如圖4所示），則可以獲得相應路線的穩定性指標，表2所示的是不同設計路線的地質穩定性指標。

    可以看出通過地質穩定性最優獲得的最優路線雖然在地質穩定性指標方面非常優秀，但是存在空間分布不合理性，這主要是由于設計路線的范圍限制，但是對于實際的設計路線具有很好的參考價值。

5  結論 

    通過分析輸電線路地質穩定性影響因素，運用GIS建立地質穩定性評價模型。將地質穩定性影響因素數據的獲取、因素的定量化處理、穩定性評價單元的確定、分值和參數計算、穩定性級別判定等納入一個統一的數據流程，實行全數字化處理的模式，從而減少人工工作量，加快輸電線路地質穩定性評價工作進程，提高穩定評價成果的精度和質量，尤其是便于穩定性評價成果的動態管理、更新和應用，為輸電線路選線中所涉及的地質穩定性問題提供了一種有效的解決方案。

參考文獻

[1] 余鳳先，黎澤文，何政偉，等.基于GIS的九龍—石棉500kV送電線路優選[J].地質災害與環境保護，2008(2):90-93.

[2] 高傳東，崔鵬，韋方強，等.基于GIS的山區道路災害多發區段線路方案優選——以迫隆藏布流域為例[J].鐵路航測，2003(4):19-22.

[3] 孔金玲.基于GIS技術的公路選線多方案綜合評價[J].武漢測繪科技大學學報，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災害易發性評價[J].中國地質災害與防治學報，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用[J].地球科學，2001(6):653-656.

作者信息:

楊繼業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.國網遼寧省電力有限公司 經濟技術研究院，遼寧 沈陽 110015；

2.大連電安工程建設監理有限公司，遼寧 大連116021；3.吉林大學，吉林 長春130026）