0  引言

    架空输电线路作为电能输送的重要载体，呈现线状分布导致其跨越不同的地形地貌单元、区域地质构造单元、水文地质单元等， 在上述因素的作用下，很容易遭受地质灾害（包括山体滑坡、泥石流等）的影响，导致塔倒线断，严重影响社会稳定、经济发展和人们的正常生活。

    如何防范地质灾害对输电线路的威胁，勘测、设计工作是关键环节，对于保障输电线路整体安全、建设施工安全、投产后的运行安全至关重要。

    余凤先等应用地理信息系统具有的定性、定量、定位分析功能进行九龙—石棉500 kV送电线路的优选工作，形成工程地质分区，对工程地质条件较复杂的区域进行局部方案比选，推荐条件较优的路径^[1]。高传东提出了应用GIS技术提取山区灾害多发区段影响选线方案的信息，应用层次分析方法实现灾害选线多因素的综合分析及多方案综合比选^[2]。孔金玲应用GIS技术提取公路选线方案的评价指标信息，应用层次分析方法实现公路选线多因素的综合分析及多方案综合比选^[3]。Baharuddin等通过GIS系统在制作滑坡灾害地图的基础上利用斜坡图、地形图、土地利用图和地质地图，在GIS中使用加权叠加方法将多个影响因素纳入预测最优路线分析。

1  地质稳定性评价目的

    利用GIS综合分析影响输电线路的各种地质因素，通过对其赋权、影响程度等，在GIS环境下采用缓冲区分析、图层叠加并附以相应的图表和统计方法为输电线路方案优选提供技术支持^[4]。

2  地质稳定性评价指标体系的建立

    地质稳定性评价指标的选取，包含了地层岩性、地质灾害距离、地质构造3项，在确定指标后，分析各指标对稳定性的贡献值Q，结合专家经验法、自然间断点法、标准化法等方法对各指标赋予0~10 范围内的值，值越高表示对灾害发生的可能性就越大。

2.1  地质灾害

    地质灾害是输电线路选线的重要影响因素，根据地质灾害的类型可分为：滑坡、崩塌、泥石流、不稳定斜坡、地面塌陷、地裂缝等。通过研究线路通过区域内的地质灾害的空间分布，主要是依据与线路的距离来判断其影响^[5]。

    利用前期高分辨率遥感影像解译方法，获得研究区内崩塌滑坡地质灾害点的分布数据(见图 1) ，利用Arc GIS 对研究区内的地质灾害数据进行5 km范围的缓冲分析，得到研究区内的地质灾害缓冲区数据，并按自然间断法对缓冲区数据进行聚类分析，将数据划分为 10级。依照分类结果将地质灾害缓冲区数据按照距离的远近划分为10个范围，并从10~1进行等间距赋值。

2.2  地质构造

    地质构造是影响线路所经区域内灾害发生的主要原因，选择有利于线路通过的地质构造也是保证线路安全可靠的主要措施。

    断裂构造的存在会对周围的地质环境产生影响，造成断裂构造附近岩体破碎，增加了地质灾害发生的可能性，另外一般而言距离断裂构造越近地质灾害发育的可能性越大。

    结合上述分析结果，在距断裂构造5 km范围内，按照0.5 km等间距为一组，并按照距离的远近从10~1等间距赋值。

    同样利用高分辨率遥感影像获得研究区范围内的地质构造（见图 1）。

2.3  地层岩性

    地层岩性及其结构特征是影响地质灾害发育和分布的重要内在因素之一，遥感解译得到研究区内岩石类型分布，依据岩石硬度等级划分标准划分为10级，对不同的岩性赋予不同的硬度等级，硬度从大到小分别为10~1。同样利用高分辨率遥感影像获得研究区范围内的岩石硬度分布范围，见图1。

3  评价模型的构建

    构建评价模型，就是利用所选取的指标，并赋予相应的权重，在一定的数学模型下计算各个指标对输电线路的影响程度。

    由于每一个影响因素对输电线路的地质稳定性的贡献大小不同，因此不同因素有不同的权重P_i，权重的计算方法为，首先将各个影响因素Q_i按照其对输电线路地质稳定性重要性的不同进行由小到大的排序；其次，确定各个影响因素之间的重要性程度V_i+1,i，用倍数表示，其中令V_1,0=1。最后，按照下式计算各影响因素的权重：

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，据此计算获得的影响因素对应的权重。

    研究区内输电线路地质稳定性的计算公式如下：

4  丰徐线地质稳定性的分析

4.1  地质稳定性影响因素的获取

    在充分收集和熟悉丰徐线沿线地质资料的基础上，在高分辨率遥感上建立典型地质灾害类型、构成要素、地貌、地质构造、岩（土）体类型、水文地质现象和土地覆盖类型等的高分辨率遥感影像下的解译标志。利用高分辨率遥感影像解译输电线路走廊范围内的各种地层岩性分布范围、断裂构造（主要包括断裂破碎带和活动断裂带）位置及规模、地质灾害（主要包括滑坡、崩塌、泥石流、采空区等）。

4.2  影响因素数据的处理

    影响因素的处理包括派生数据的生成、重分类及赋权。

    派生处理是指对地质灾害、地质构造数据，利用GIS方法，依据输电线路距离各影响因素的远近，采用线性模型表达各个影响因素对输电线路的影响程度。其中对于地层岩性数据则是利用依据岩性与岩石硬度等级关系，对于不同类型的岩性分别赋予相应的岩石硬度。

    重分类是指对地质灾害、地质构造所生成的派生数据进行分级，使其变成具有一定权重的无量纲。

    赋权则是对各个影响因素Qi按照其对输电线路地质稳定性、重要性的不同分别赋予相应的权重，如表1所示。

4.3  地质稳定性分析

    依据稳定性评价模型，在GIS 环境下通过空间叠加计算，从而获得基于栅格格式的地质稳定性数据，如图2所示。

    将输电线路500 m范围内的地质稳定性数据汇总，该数字作为地质稳定性评价的指标，如图3所示。

    在输电线路选线的过程中，通过变换输电线路的空间位置（如图4所示），则可以获得相应路线的稳定性指标，表2所示的是不同设计路线的地质稳定性指标。

    可以看出通过地质稳定性最优获得的最优路线虽然在地质稳定性指标方面非常优秀，但是存在空间分布不合理性，这主要是由于设计路线的范围限制，但是对于实际的设计路线具有很好的参考价值。

5  结论 

    通过分析输电线路地质稳定性影响因素，运用GIS建立地质稳定性评价模型。将地质稳定性影响因素数据的获取、因素的定量化处理、稳定性评价单元的确定、分值和参数计算、稳定性级别判定等纳入一个统一的数据流程，实行全数字化处理的模式，从而减少人工工作量，加快输电线路地质稳定性评价工作进程，提高稳定评价成果的精度和质量，尤其是便于稳定性评价成果的动态管理、更新和应用，为输电线路选线中所涉及的地质稳定性问题提供了一种有效的解决方案。

参考文献

[1] 余凤先，黎泽文，何政伟，等.基于GIS的九龙—石棉500kV送电线路优选[J].地质灾害与环境保护，2008(2):90-93.

[2] 高传东，崔鹏，韦方强，等.基于GIS的山区道路灾害多发区段线路方案优选——以迫隆藏布流域为例[J].铁路航测，2003(4):19-22.

[3] 孔金玲.基于GIS技术的公路选线多方案综合评价[J].武汉测绘科技大学学报，1999(3):213-215，220.

[4] 孟祥瑞，裴向军，刘清华，等.GIS支持下基于因子分析法的都汶路沿线地质灾害易发性评价[J].中国地质灾害与防治学报，2016，27(3):106-115.

[5] 贾永刚，广红，王义.GIS和SDSS在高速公路选线之中的应用[J].地球科学，2001(6):653-656.

作者信息:

杨继业1，李占军1，刘  然1，刘  涛1，孙  岩1，李冬雪1，高  勋1，巴  林1，林  涛2，张旭晴3

（1.国网辽宁省电力有限公司 经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015；

2.大连电安工程建设监理有限公司，辽宁 大连116021；3.吉林大学，吉林 长春130026）