基于綜合遙感的線路地質(zhì)災害研究

李志宏，趙順陽，汪春鳳，段 毅，楊繼紅（.國網(wǎng)甘肅省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，甘肅 蘭州 730050 .中國電力工程顧問集團西北電力設(shè)計院有限公司，陜西 西安 7003）

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基于綜合遙感的線路地質(zhì)災害研究

李志宏1，趙順陽2，汪春鳳1，段 毅2，楊繼紅1
（1.國網(wǎng)甘肅省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，甘肅 蘭州 730050 2.中國電力工程顧問集團西北電力設(shè)計院有限公司，陜西 西安 710032）

摘要：遙感技術(shù)是信息時代新的對地觀測技術(shù)，具有宏觀、直觀、客觀的技術(shù)特點，可以有效補充工程勘測中視域有限的問題。本文采用多種遙感手段綜合應用，查明了750 kV天水—寶雞雙回送電線路工程沿線的地質(zhì)災害分布與發(fā)育規(guī)律，值得在類似工程中推廣。

關(guān)鍵詞：綜合遙感；地質(zhì)災害；解譯；送電線路工程。

1 概述

750 kV天水—寶雞雙回送電線路工程是西北750網(wǎng)架中重要一環(huán)，它對于黃河上游水電站以及河西乃至新疆的風電、火電向華北、華東地區(qū)的送出構(gòu)成保障。工程位于甘肅天水地區(qū)境內(nèi)，大部為黃土丘陵低山，地表為黃土或黃土狀土覆蓋，沖溝發(fā)育，溝谷縱橫、地形破碎，多呈階梯狀，梯田分布較密集，自然植被較稀少，海拔一般為1400～2000 m。工程區(qū)氣候?qū)俚湫偷拇箨懠撅L氣候，降雨集中在6～9月，以暴雨或連陰雨形式出現(xiàn)。該區(qū)域在地質(zhì)構(gòu)造上屬于隴西黃土高原中等上升區(qū)，受到青藏高原持續(xù)抬升影響，歷史地震活動頻度高，強度大，烈度高，破壞性大。這些特征造成工程區(qū)不良地質(zhì)作用強烈，地質(zhì)災害類型多樣，邊坡多不穩(wěn)定，滑坡（群）規(guī)模大，分布廣，影響嚴重。這些地質(zhì)災害的分布對750 kV天水—寶雞雙回路送電工程構(gòu)成了巨大威脅。

為了查明工程區(qū)的地質(zhì)災害發(fā)育規(guī)律，本文擬采用綜合遙感的方法研究輸電線路沿線的地質(zhì)災害。研究目的就是以遙感影像為載體，采用多種片源對比分析，以目視解譯為主，沿初定的路徑方案，圈定沿線各類不良地質(zhì)現(xiàn)象特別是大型滑坡（群）的分布范圍、發(fā)育規(guī)模、活動程度，分析其對線路工程的影響，為優(yōu)化路徑方案和最終塔位的確定提供依據(jù)。

2 綜合遙感研究方法

綜合遙感是指為了某種建設(shè)和管理的需要，在不同的工程階段，對不同片種、不同時相的遙感影像，同時進行不同專業(yè)的遙感解譯和協(xié)同作業(yè)，集中提取多專業(yè)技術(shù)信息，便捷實現(xiàn)建設(shè)/管理項目的綜合評價這一遙感集成技術(shù)。

在高壓輸電線路工程勘測設(shè)計中，隨著設(shè)計階段由可行性研究到初步設(shè)計以及最終的施工圖設(shè)計，采用的遙感手段對應的從中低分辨率的衛(wèi)星遙感到中高分辨率衛(wèi)星遙感以及航空遙感，采用統(tǒng)一的遙感數(shù)據(jù)，測量、地質(zhì)、水文氣象、環(huán)保等各專業(yè)分別提取各自需要的技術(shù)信息，逐步深化認識，解決現(xiàn)場勘測過程中視野范圍有限的問題，快速準確完成工程任務，可以加快高壓輸電線路工程勘測工作的進度，提高勘測工作的技術(shù)水平，是一種基于遙感技術(shù)的多專業(yè)綜合勘測方法。

本次研究以航飛所獲得的正射影像圖為主要信息源，對比Google Earth中的衛(wèi)星圖像，應用目視解譯，經(jīng)初步解譯、野外調(diào)查與驗證、詳細解譯、綜合分析與制圖等步驟，獲得工程區(qū)不良地質(zhì)的類型、分布、規(guī)模等，結(jié)合區(qū)域資料分析不良地質(zhì)對線路工程的影響，并提出應對措施。

3 綜合遙感工作內(nèi)容

經(jīng)解譯調(diào)查，線路沿線有滑坡、崩塌、泥石流、落水洞，不穩(wěn)定斜坡、洪水沖蝕等幾種不良地質(zhì)現(xiàn)象。本次工作的主要影像資料為線路的正射影像圖，同時與Google Earth中的高清影像對比，工作比例尺為1∶10000。

3.1 影像總體特征

區(qū)內(nèi)主要地貌為黃土低山丘陵，植被不發(fā)育，巖土體以黃土為主，整體影像色調(diào)為灰黃色，其中陽坡面較亮，呈淡黃色，而陰坡面亮度較差，呈現(xiàn)不同色調(diào)的灰色，村莊呈現(xiàn)集中或散亂的斑點，有道路相連，路分為公路、大路以及便道，公路較寬，呈規(guī)則的線狀，呈淺灰色，延伸遠，連接縣城與鄉(xiāng)鎮(zhèn)；大路一般呈亮白色，多處平直，局部不規(guī)則，隨地形變化而彎曲，一般連續(xù)，互相連通，經(jīng)常穿過村鎮(zhèn)。便道很窄，時斷時續(xù)，隨地形變化而變化，斷頭路較多，一般是村內(nèi)或村間道路。與大路或公路相通，是當?shù)鼐用袢粘谧魇褂?。耕地呈?guī)則的片狀，同一塊地由于作物一致呈現(xiàn)同樣的色調(diào)，不同地塊之間界限清楚，坡耕地隨地形展布，呈現(xiàn)多層臺階。河流蜿蜒曲折，河道呈亮色調(diào)，與兩側(cè)階地呈截接關(guān)系。

3.2 不良地質(zhì)解譯方法

采用目視解譯的方法，具體作業(yè)步驟是首先找到區(qū)域最低點，及河谷最下游，查明水流運動的方向，它也是本地區(qū)物質(zhì)流流動的方向，然后從最低點開始，逐步向上游查看，遇到支溝進入支溝按同樣方法進行搜索，查看溝谷兩側(cè)是否有不良地質(zhì)變形跡象，如果出圖則返回繼續(xù)向溝谷上游查詢，直至所有小流域查完，然后進行下一個流域，這樣逐航帶解譯，對解譯出的不良地質(zhì)進行編號登記，特征描述。對照布置的工程，圈出影響較大的作為外業(yè)調(diào)查驗證的重點。

3.3 各類不良地質(zhì)解譯標志

（1）滑坡，多數(shù)形態(tài)上呈扇形或舌形，前緣撒開，緊鄰河谷，后緣緊閉，靠近坡頂，形成較明顯的陡坎，兩側(cè)多為向一起交匯的溝谷，滑體上沖溝發(fā)育，地形破碎，老滑坡上有村莊以及耕地分布，活動滑體上一般無人工活動跡象，多為荒地。

（2）崩塌，分為天然崩塌和人工崩塌，天然崩塌分布在斜坡陡坎處，受到長期流水沖蝕更易形成崩塌-河流崩岸，新近形成的崩積物呈亮色調(diào)，形態(tài)不規(guī)則，沿斜坡彎曲條帶分布，崩塌區(qū)均為荒地。人工崩塌包括取土和采石2種，呈點狀分布，色調(diào)較周圍亮，形態(tài)不規(guī)則，影像上很明顯。

（3）泥石流：發(fā)育在深切溝谷中，流域面積多在幾個平方公里，溝口緊閉，切割較深，溝谷蜿蜒曲折，溝口以外堆積物呈扇形散開，溝谷兩側(cè)滑坡、崩塌發(fā)育，坡面不完整，坡度較大，荒地多。

（4）不穩(wěn)定斜坡：分為兩種，一個是河流深切階地與河谷之間形成的陡坎，高度較大，受河流側(cè)蝕作用，崩塌滑坡發(fā)育，形成不穩(wěn)定斜坡，其坡度近直立，如散度河、西小河兩岸均為不穩(wěn)定斜坡，該類斜坡在影像上表現(xiàn)明顯，沿河道兩側(cè)展布，斜坡呈陡坎，多見崩塌、滑坡，工程設(shè)施應遠離。第二種是河流階地與黃土丘陵之間形成的斜坡，高差較大，呈單面坡，坡度45°～60°，底部發(fā)育崩塌，上部多見滑坡，對擬建工程威脅較大。該類不穩(wěn)定斜坡呈近視線狀延伸幾百米或幾公里，整個坡體色調(diào)基本一致，坡體形態(tài)完整，局部分布耕地，沖溝僅幾百米，村莊較少。

（5）洪水沖蝕，洪水沖刷侵蝕發(fā)生在相對開闊的河谷地帶，本區(qū)降水具有高度集中的特點，多為暴雨，為洪水的形成奠定了基礎(chǔ)。區(qū)內(nèi)較大的河流都存在洪水沖蝕問題，包括散度河、西小河、葫蘆河等。

（6）落水洞，本區(qū)黃土粉質(zhì)含量高，在洪水沖蝕作用下或者受滑坡等內(nèi)力作用下，形成較明顯的黃土落水洞，主要集中在變電站附近，對出線有一定影響，落水洞在影像上表現(xiàn)并不明顯，需要實地調(diào)查。

4 綜合遙感工作結(jié)果

采用目視解譯方法，共解譯滑坡50處，崩塌56處，泥石流9處，不穩(wěn)定邊坡8處，洪水沖蝕10處，落水洞主要集中在750 kV天水變電所附近。初步解譯結(jié)果可以看出，滑坡是影響線路工程主要的不良地質(zhì)作用，其規(guī)模較大，影響范圍包括了斜坡的上部，而其他不良地質(zhì)作用主要分布在溝谷底部及斜坡下部，如泥石流、崩塌、洪水沖刷，對線路工程的影響較小，但對整體穩(wěn)定性有影響，因此外業(yè)調(diào)查驗證以滑坡為主，在寬闊溝谷中分布塔位的也查看河谷沖刷的情況。

外業(yè)調(diào)查驗證共驗證滑坡25處，占解譯滑坡的比例為50%，其中確認為滑坡的13處，現(xiàn)場調(diào)查后變更為崩塌的7處，均為不穩(wěn)定沖溝型崩塌，另外在現(xiàn)場調(diào)查中又勾繪10處滑坡。

經(jīng)過初步解譯、外業(yè)調(diào)查驗證和詳細解譯，擬建輸電線路沿線共發(fā)現(xiàn)滑坡50處，多為黃土滑坡或黃土泥巖滑坡，大型或巨型滑坡為老滑坡，是在歷史強震作用下形成的，在現(xiàn)狀條件下，整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，但在強震或極端氣候條件下，可能復活，對工程有潛在的威脅，在現(xiàn)場選線中已經(jīng)盡量避開了發(fā)現(xiàn)的滑坡，以消除影響。

工程區(qū)崩塌較多，經(jīng)初步解譯、調(diào)查驗證后確認55處，分為河流側(cè)蝕崩塌、斜坡垮塌、溝谷源頭侵蝕崩塌和人工采石（土）幾種類型，在散度河、后川河分布河流側(cè)蝕崩塌，其它均為黃土地區(qū)常見的土質(zhì)崩塌，規(guī)模大小不一，形態(tài)也不規(guī)則。

解譯并確認泥石流10條，區(qū)內(nèi)泥石流多為中小規(guī)模的泥流，分布在緊閉溝谷中，線路一般一檔可跨過，對工程影響不大。

不穩(wěn)定斜坡8處，分布在散度河、西小河以及南砌溝等處。

洪水沖蝕有10處，分布發(fā)生在散度河、西小河、葫蘆河、南砌溝、大楊溝、后川河、天河、閆家店溝、草川溝、馬鹿河，線路工程在散度河、大楊溝、后川河、閆家店溝、馬鹿河布置塔位，多分布在高階地上，洪水沖蝕影響不大；

落水洞僅在變電站周邊地段分布，對線路的影響不大，即使碰到通過前后稍微調(diào)整即可避開。

5 不良地質(zhì)發(fā)育規(guī)律

本區(qū)對輸電線路工程影響較大的不良地質(zhì)是滑坡、崩塌，她們的空間分布具有以下規(guī)律：

（1）滑坡沿河谷兩岸集中成帶分布：經(jīng)本次調(diào)查，散渡河、西小河、葫蘆河和一些大型溝谷的兩岸，滑坡均集中成帶出現(xiàn)。如散渡河流域，在30 余公里的河谷兩岸發(fā)育滑坡20 余處，發(fā)育線密度0.7 處/km，個別地段達1～2 處/km。另外在一些大型河、溝谷的下游也集中分布有滑坡群帶，如葫蘆河東岸的穗子河，集中分布滑坡群帶。

（2）滑坡在特定的地層中集中分布:本區(qū)滑坡主要發(fā)育在黃土、第三系泥巖中，其它地層中則相對較少，因此，上述地層構(gòu)成了本區(qū)的易滑地層。

（3）滑坡沿一定的斜坡條件集中分布：溝谷的切割深度、斜坡的坡度和斜坡的結(jié)構(gòu)特征是控制滑坡形成的基本條件。區(qū)內(nèi)山坡高差多在250～400 m，坡度25°～40°，斜坡結(jié)構(gòu)特征上部為黃土，下部為泥巖構(gòu)成的二元結(jié)構(gòu)，該類斜坡十分有利于滑坡的形成，因而也是滑坡集中分布的地段。

（4）集中發(fā)育于人類工程活動強烈的地段：區(qū)內(nèi)滑坡的發(fā)育與人類工程活動緊密相關(guān)，諸如礦山露天開采剝離斜坡巖土，改擴建公路改變斜坡體穩(wěn)定狀態(tài)以及坡面耕植等人類活動強烈的區(qū)域往往是滑坡、崩塌等災害集中分布的地段。

6 結(jié)論

應用綜合遙感方法，利用正射影像和Google Earth影像，經(jīng)初步解譯、外業(yè)調(diào)查驗證、詳細解譯分析，對750 kV天水-寶雞雙回路送電線路工程進行了目視解譯，查明工程沿線分布滑坡50處，崩塌55處，泥石流10條，不穩(wěn)定邊坡8處，洪水沖蝕10處，對線路影響最大的不良地質(zhì)是滑坡和崩塌。綜合遙感方法直觀的獲得了沿線不良地質(zhì)的分布情況，結(jié)合基礎(chǔ)資料分析可以獲得地質(zhì)災害的發(fā)育規(guī)律，研究取得了良好的效果，建議在工程勘測領(lǐng)域推廣使用。

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中圖分類號：P627

文獻標志碼：B

文章編號：1671-9913（2016）02-0032-04

* 收稿日期：2015-11-04

作者簡介：李志宏（1965- ），男，河北定縣人，高級工程師，主要從事輸電線路工程規(guī)劃、建設(shè)等工作。

Researh on Geological Disaster of Transmission Line Base on Comprehensive Remote Sensing

LI Zhi-hong1， ZHAO Shun-yang2， WANG Chun-feng1， DUAN Yi2， YANG Ji-hong1
（1.Gansu Electric Power Corp. Economic Technique Institute of State Grid， Lanzhou 730050， China 2.Northwest Electric Power Design Limit Company of CPECC， Xi'an 710032， China）

Abstract:Remote sensing is a new observation technology to Earth in information age. It is macro intuitionistic and impersonal， so it can well complemented view limit in engineer reconnaissance. In this essay， Using many remote sensing image find out the geology hazard's disturbing and develop rule of 750kV Tianshui to Baoji double cycle transmittal line. This method can be extending for similarity engineering.

Key words:comprehensive remote sensing； geological hazard； interpret； transmittal line.