0  引言

    隨著西電東送等電力工程的發(fā)展壯大，國家電網(wǎng)安全遭受到前所未有的考驗(yàn),，電塔基座的穩(wěn)定可靠是送電工程安全運(yùn)行的必要保障,。輸電線路工程地質(zhì)災(zāi)害,，因其具有發(fā)生頻率高、危害顯著的特征,，已引起電力維護(hù),、建設(shè)保險(xiǎn)等行業(yè)的高度重視，電力沿線的地質(zhì)災(zāi)害情況要時(shí)刻監(jiān)視,，做到實(shí)時(shí)的預(yù)警與預(yù)測(cè),，讓危害發(fā)生在可控范圍內(nèi)。

    得益于衛(wèi)星技術(shù)近年的發(fā)展,，遙感在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查監(jiān)測(cè)中變得舉足輕重^[1],。日本和歐洲等國家和地區(qū)已經(jīng)運(yùn)用多時(shí)相高分遙感影像針對(duì)崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害問題進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)^[2],?；隆⒈浪?、泥石流等災(zāi)害調(diào)查規(guī)范中,，遙感調(diào)查處于先導(dǎo)位置，以高分影像作為信息處理底圖,，并對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析,，將提高野外勘探與驗(yàn)查工作的效率和質(zhì)量^[3]。規(guī)劃輸電線路勘測(cè)了解區(qū)域內(nèi)情況的途徑少,，地形圖只能概略反映部分宏觀信息,，難以對(duì)沿線區(qū)域的微觀穩(wěn)定性和地質(zhì)條件狀況作出判斷。遙感技術(shù)領(lǐng)域高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用,，結(jié)合圖像解譯,，使得對(duì)輸電線路所經(jīng)區(qū)域內(nèi)的微觀地貌（如地質(zhì)概況、水系分支,、潛在地災(zāi)及發(fā)育狀態(tài)）將會(huì)有較為清晰的認(rèn)識(shí),。遙感影像解譯相較于傳統(tǒng)調(diào)查資料，在地物分類上具有顯著的特征,，很容易將不同物質(zhì)分辨開,。隨著遙感技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)于準(zhǔn)確勾畫各類地物的分界線,，提高解譯成果的可靠性具有重大意義,。

    輸電線路為了將電力從發(fā)電廠通過高壓線路和塔架傳輸?shù)骄用駞^(qū)，其沿線分布為線性形狀,，具有以輸電線路為中心線并且具有一定緩沖區(qū)的帶狀分布,，沿線范圍隨線路長(zhǎng)度遞增。本文研究水玉線輸電線路沿線的地質(zhì)災(zāi)害穩(wěn)定性評(píng)價(jià)分析，保證輸電沿線的正常運(yùn)營,，對(duì)水玉線利用遙感解譯手段監(jiān)測(cè)預(yù)警,、預(yù)測(cè)分析，起到貫穿項(xiàng)目,、全局把握的作用。

1  研究區(qū)概況

1.1 自然地理

    水玉線220 kV送電線路全長(zhǎng)157 km,，共325基鐵塔,，研究區(qū)位于遼寧省東北部，與吉林省西南邊界相接壤,，經(jīng)度介于123.83°~125.28°,，緯度介于41.39°~42.25°，研究區(qū)如圖1所示,。全線97%處于山區(qū),，沿線海拔40 m～600 m，線路路徑沿線地形基本呈高-高-低分布,。線路經(jīng)過地區(qū)較高的山有磨盤山,、雞冠山、老鷂窩山,、橫山,、牛碲山等，其東側(cè)山脈隸屬長(zhǎng)白山支脈的延伸部分,。遼寧省位于歐亞大陸東部,，屬中緯度地區(qū)，溫帶大陸性季風(fēng)氣候顯著,。

1.2  區(qū)域地質(zhì)

    水玉線之間大量交叉跨越,，工程沿線巖土體類型多樣，水玉線輸電沿線平均海拔高,，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻繁,，地貌地形極其復(fù)雜，滑坡,、崩塌,、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育較全，對(duì)送電線路的主要組成部分即塔基的穩(wěn)定性構(gòu)成極大威脅,。

    研究區(qū)具有如下特點(diǎn)：地形地貌條件復(fù)雜,；氣候條件豐富多樣、構(gòu)造地質(zhì)活躍,，導(dǎo)致一系列災(zāi)害問題頻繁發(fā)生,；沿線滑坡、泥石流,、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象隨季節(jié)活躍,；區(qū)域穩(wěn)定性差,。除以上地形地質(zhì)條件外，災(zāi)害還受工程切坡,、采石采礦等人為因素影響,。

2  地質(zhì)災(zāi)害遙感解譯標(biāo)志

    災(zāi)害體的圖像識(shí)別一方面利用圖像信息的空間結(jié)構(gòu)，如地物的形狀,、紋理等,；另一方面通過對(duì)圖像的光譜信息中的亮度值，結(jié)合地層巖石及微地貌,、植被等景觀特征,，建立地災(zāi)體的不同解譯標(biāo)志，再利用遙感信息的分類提取解譯標(biāo)志,，將巖性信息,、地質(zhì)基礎(chǔ)構(gòu)造、不良地質(zhì)及植被信息提取出來,。下面簡(jiǎn)要介紹地質(zhì)災(zāi)害解譯標(biāo)志和影像特征,。

2.1  滑坡

    平面幾何形態(tài)、滑體內(nèi)部特征,、地貌等標(biāo)志,。后壁一般呈現(xiàn)圍椅狀且角度陡峻，微觀地貌特征清晰,，水玉線地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定,，大多為不穩(wěn)定斜坡或者是不穩(wěn)定滑坡。不穩(wěn)定斜坡是指尚未處于極限平衡狀態(tài)的斜坡,，在遙感影像上具有顯著的特征,，一般較為平滑，以綠色和淡粉色為主,。

2.2  崩塌

    崩塌在遙感影像上色調(diào)淺,，在陡崖的一方有淺色調(diào)的錐狀地形，有粗糙感或呈花斑狀的錐形,。有明顯的堆積體,，一般不長(zhǎng)植被或植被稀疏。在節(jié)理裂隙發(fā)育完全的堅(jiān)硬巖石中,，由其組成的峽谷陡岸與陡峻山坡上通常孕育崩塌,，以往航片顏色的深淺判別容易漏判和誤判。中低分辨率的ETM和SPOT圖像上,，人工建筑的物體不易識(shí)別,，僅能識(shí)別規(guī)模較大的崩塌堆積體，但在高分辨率衛(wèi)星影像上顯示得非常清晰。崩塌堆積體因其解譯簡(jiǎn)單,，主要解譯標(biāo)志如下：

    （1）位于陡峻的山坡地段,，易發(fā)生于山坡處，上部陡,，下部平緩,，谷底或斜坡平緩地段常有堆積物，表面崎嶇不平,，粗糙感明顯,；

    （2）崩塌周圍有明顯的輪廓線，大部分處于遙感圖像的陰影范圍內(nèi),，不易辨別。崩塌峭壁色調(diào)同巖性相關(guān),，但多呈淺色調(diào)或接近灰白,，不長(zhǎng)植物，崩塌體上植被不發(fā)育,，僅在老崩塌堆積體可見零星分布的植被,；

    （3）當(dāng)大規(guī)模崩塌堵塞了河床時(shí)，崩塌處上游由于積水形成小湖,，而崩塌處的河流則在此處形成瀑布狀峽谷,。

2.3  泥石流

    地質(zhì)外貌、植被,、紋理,、色調(diào)等標(biāo)志。泥石流在影像上主要表現(xiàn)為頂部呈瓢形,，山體坡度陡峻,，巖石破碎表征強(qiáng)烈，巖石表面色調(diào)深淺各異,，沖溝內(nèi)淺色松質(zhì)固體堆積,，沖溝沒有溝槽，植被無法生長(zhǎng),，長(zhǎng)呈條帶狀扇形,，輪廓不固定。在地形上具備山高溝深,，地形陡峭,，溝床縱度降大，泥石流的地貌一般可分為形成區(qū),、流通區(qū)和堆積區(qū)3部分,。形成泥石流必須兼具以下幾個(gè)因素：

    （1）河水流域內(nèi)，山坡面上和溝谷中存在異常多的自然或人為堆積的松質(zhì)土層，或者有受人類活動(dòng)干擾而失穩(wěn)的表面體,；

    （2）流域內(nèi)地形起伏大并有較大的溝床縱坡,；

    （3）流域中上游發(fā)生強(qiáng)降雨，急驟融雪,、融冰過程或水庫的潰決,。

    不同于崩塌滑坡解譯過程，泥石流危害產(chǎn)生于發(fā)生時(shí),，發(fā)生后災(zāi)害后形成的大量堆積物堆于大江大河岸邊,，對(duì)人類活動(dòng)造成巨大危害。因此泥石流解譯前,，第一步要對(duì)泥石流溝進(jìn)行類別判斷,，并判斷其發(fā)生泥石流的可能概率。 泥石流溝的判別分為定性辨別和統(tǒng)計(jì)分析判別,。

2.4  礦山

    在影像上能明顯看出其紋理與周圍地物有較大差異,，地物界限分明，一般無植被覆蓋,，水玉線人工開采礦山較多,，有幾處明顯的尾礦庫。

    通過初步研究,，對(duì)水玉線線路走廊的地質(zhì)條件進(jìn)行分析,，對(duì)不良地質(zhì)現(xiàn)象的類型、發(fā)育特征,、分布狀況及其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行判斷,，分區(qū)段評(píng)價(jià)線路工程地質(zhì)條件及其穩(wěn)定性。工作程序如圖2所示,。

3  研究方法

3.1  圖像預(yù)處理

    為了提高圖像可解譯度,，突出微地貌、地質(zhì)構(gòu)造,、危險(xiǎn)地質(zhì)現(xiàn)象及植被等信息因素,，得到良好的解譯效果，針對(duì)水玉線送電線路重點(diǎn)路段,，利用處理手段作進(jìn)一步的圖像信息的增強(qiáng)處理,，以達(dá)到有效提取相關(guān)信息的目的。通常采取比值處理,、高斯濾波,、彩色空間轉(zhuǎn)換、主成分分析,、MNF變換,、最大似然分類等處理方法,，提高待解譯圖像質(zhì)量。

3.2  地質(zhì)災(zāi)害遙感影像解譯

    為了表現(xiàn)遙感解譯技術(shù)快速,、精確,、高效能的特點(diǎn)，在分析已有區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)和不良地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上,，通過GF-2衛(wèi)星影像作為基礎(chǔ)信息源,，采用GCS_WGS_1984坐標(biāo)系，對(duì)水玉線線路開展工程地質(zhì)遙感解譯工作,。由于地貌的不同成因類型具有不同的影像紋理結(jié)構(gòu)和水系類型等特征,，通過高分遙感解譯，最終將研究區(qū)分為不穩(wěn)定邊坡,、崩塌,、不穩(wěn)定斜坡、礦山,、泥石流,、采石場(chǎng)等危害型區(qū)域。

    本次工作區(qū)地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模以小型為主,，去除由于人工植被破壞導(dǎo)致的驗(yàn)證錯(cuò)誤點(diǎn),，基于遙感影像解譯了地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)41處,，其中不穩(wěn)定斜坡6處,，礦山16處，不穩(wěn)定邊坡4處,，采石場(chǎng)2處,，煤場(chǎng)2處，泥石流11處,。從以上災(zāi)害類型中挑選典型區(qū)域如圖3~圖8所示,。

3.3  地質(zhì)災(zāi)害解譯特征分析

    基于GF-2衛(wèi)星影像，根據(jù)區(qū)內(nèi)實(shí)際情況,，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害以礦山為主,，次為泥石流，再次為不穩(wěn)定斜坡,。礦山主要分布在田家堡村西北部,，于家村東北部，傲牛村西南部,；泥石流主要分布在灣龍背村西南部,，朝陽村西南部與東北部；不穩(wěn)定斜坡與不穩(wěn)定邊坡主要分布在李家鋪村,，洪家西溝附近,。

    地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生通常是由內(nèi),、外兩種因素作用。內(nèi)在因素通常是受地質(zhì)條件背景影響,，通常由地質(zhì)體構(gòu)造,、地形地貌、地層巖性,、坡體結(jié)構(gòu)等因素構(gòu)成,。區(qū)域地質(zhì)環(huán)境背景決定了該處地質(zhì)災(zāi)害的主要災(zāi)種、災(zāi)害發(fā)生的可能性與空間分布規(guī)律以及災(zāi)害的規(guī)模和強(qiáng)度,。外在因素由災(zāi)害產(chǎn)生的誘發(fā)因素構(gòu)成,。當(dāng)?shù)刭|(zhì)環(huán)境符合條件時(shí)，誘發(fā)因素將是災(zāi)害具體發(fā)生的必要因素,。

    地質(zhì)災(zāi)害爆發(fā)的條件有人為與自然兩類,。人為觸發(fā)因素包括開墾挖掘、邊坡施工,、坡頂堆載,、水庫蓄水、植被破壞,、地下水過度開采等,；自然條件主要有強(qiáng)地震、大降雨,、植被季節(jié)變化等,。區(qū)域地質(zhì)背景、自然與人為觸發(fā)因素共同構(gòu)成觸發(fā)因素的充要條件,。地質(zhì)環(huán)境條件解譯,，應(yīng)充分收集已有的資料，利用遙感影像對(duì)已有資料進(jìn)行必要的補(bǔ)充,、修正,。

4  結(jié)論

    （1）水玉線沿線地災(zāi)體以中小型規(guī)模為主，單體范圍一般數(shù)百至數(shù)千立方米,，不均勻分布,，利用遙感解譯成功獲取水玉線沿線地質(zhì)災(zāi)害分布點(diǎn)，基于遙感影像解譯了地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)41處,，其中不穩(wěn)定斜坡6處,，礦山16處，不穩(wěn)定邊坡4處,，采石場(chǎng)2處,，煤場(chǎng)2處，泥石流11處,。

    （2）高精度的遙感影像解譯過程可以對(duì)多時(shí)相,、多光譜遙感工作進(jìn)行必要的補(bǔ)充和完善,。此次水玉線沿線地災(zāi)解譯工作研究，在長(zhǎng)距離送電線路工程中遙感解譯的效果是非?？捎^ ,，證明遙感解譯技術(shù)在送電線路工程中有良好的可靠性，缺少先驗(yàn)情況下對(duì)地質(zhì)信息識(shí)別具有良好的結(jié)果,。

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作者信息:

楊繼業(yè)1,，李占軍1，劉  然1,，孫  巖1,，高  勛1，呂忠華1,，馬  強(qiáng)1,，利相霖1，林  濤2,，張旭晴3

（1. 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院,，遼寧 沈陽 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）