输电线路工程选线中的泥石流危险性评价

李 彬，张卫红，刘常青，周 波

(1.青海省电力设计院，青海西宁 810000;2.中国建筑材料工业地质勘查中心陕西总队，陕西西安 710003)

受地质环境、线路通道、杆塔档距等影响，输电线路工程常常要经过地质灾害高发区，而泥石流对输电线路的破坏尤为严重。泥石流常发生于山区小流域，具有暴发突然、来势凶猛、历时短暂、破坏力强的特点［1］，能在瞬间冲毁输电线路杆塔等建筑物，对输电线路工程安全造成极大威胁，因此为尽量避免泥石流对输电线路的影响，合理选择工程线路尤为重要。以青海省化隆县境内330 kV吉祥至官厅Ⅰ回线、官厅至李家峡Ⅱ回线输电线路已建吊沟至丹麻段为例，综合考虑泥石流活动影响因子，运用灰色关联分析法分析泥石流活动对输电线路的影响，并根据分析结果制定防治措施，希望能为输电线路工程选线与泥石流防治提供参考。

1 输电线路工程概况

1.1 工程区概况

青海省化隆县境内330 kV吉祥至官厅Ⅰ回线、官厅至李家峡Ⅱ回线输电线路工程为两条平行的单回路架设线路，自吊沟村南500 m处向东走线至石大仓村，右转经文山村穿越千户沟，继续向东南方向走线至拉尕塘北侧，之后继续向东至山顶部位右转向东南方向穿越科沿沟至丹麻村，线路全长2×29 km。线路走线基本沿着中高山区及丘陵区的过渡地带，地质条件复杂，灾害频发，尤其是泥石流沟密集，泥石流灾害高发，给输电线路安全运营带来巨大隐患。

1.2 泥石流发育特征

工程区泥石流活动频繁，部分杆塔受到泥石流威胁。区内有查主沟(N1)、石大仓沟(N2)、大家沿沟(N3)、安关沟(N4)、驼哇苍沟(N5)、科沿沟(N6)、丹麻沟(N7)等7条主要的泥石流沟，均属沟谷型泥石流，其中 N1、N3、N5、N7常年有水，其余为间歇性排洪沟谷。区内地形、地质和降水条件均有利于泥石流发生。沟谷上游段多为峡谷，沟脑部位多为三面环山、一面出口的瓢状或漏斗状，有利于地表洪流和松散固体物质迅速汇集，沿沟谷延伸方向两侧冲沟纵横，断面多呈V形，谷坡陡直，坡度 30°～65°，纵坡降 150‰ ～240‰，有利于泥石流快速流动，中下游段河谷区地形相对开阔，坡降也随之减缓，有利于泥石流固体物质堆积。区内沟谷两侧植被覆盖率低，地层由细砂岩、泥岩组成，表层风化、冲刷强烈，尤其是强烈的侵蚀下切和侧蚀导致沟谷两侧斜坡小规模崩塌、滑坡发育，沟岸坍塌严重，松散堆积物厚2～5 m，为泥石流发生提供了物源条件。区内降水丰富，年降水量421.7 mm，最大日降水量62.5 mm，最大1 h降水量34 mm，降水分配极不均匀，多集中在6—9月(雨季)，降雨强度大且集中，为泥石流的发生提供了水源条件。

2 输电线路工程选线

根据上述工程特点和泥石流发育情况，在进行输电线路选线时，应进行泥石流危险性评价，在泥石流发育地段尽量采用大档距杆塔跨越泥石流危险区，对于由于输电线路通道比较紧张等原因无法避让的情况，应采取必要且合理的支护措施。

3 泥石流危险性评价

3.1 评价方法和评价因子

采用灰色关联分析法对输电线路经过的泥石流发育地段进行泥石流危险性评价，将典型泥石流沟与工程区泥石流沟进行比较，确定泥石流灾害发生的危险程度，以指导输电线路选线。评价时，评价因子的选择应符合具有明确的物理意义、各因子相互独立、容易获取和量化［2］的原则。根据上述原则和泥石流发育特征，选择一次泥石流(可能)最大冲出量X1(万m3)、流域面积X2(km2)、补给段长度比X3(%)、流域相对高差X4(m)、主沟床平均比降X5(%)、日最大降水量X6(mm)、松散固体物质储量X7(万m3)作为泥石流危险性评价因子［3］。

3.2 参考序列的选择

选择云南蒋家沟某泥石流沟作为参考序列。蒋家沟流域系小江右岸的一条支流，每年暴发泥石流次数多、规模大、历时长、危害大，同时流域内设有中国科学院东川泥石流观测站，拥有丰富的观测与研究资料，在泥石流研究领域具有代表性。选择蒋家沟地形、地质背景近似，危险度等级为高的某泥石流沟作为参考序列［4］，即 N0={195.1，47.1，60，219，0.18，102，7.5}，将工程区内的7条泥石流沟作为比较序列与蒋家沟进行比较(表1)，与参考序列的关联度值越大则危险度越高，反之危险度越低。

表1 泥石流沟基本数据

3.3 泥石流危险性评价

采用灰色关联分析法确定工程区主要泥石流沟和蒋家沟某泥石流沟序列之间的关联度，见表2。由表2知，7条泥石流沟泥石流危险度的灰色关联度都在0.6左右，故判定其泥石流危险度均为中。

表2 泥石流危险性评价结果

以石大仓沟(N2)和丹麻沟(N7)为例，根据实地调查对评价结果进行验证。石大仓沟形成区位于工程区北侧基岩山区，流通区地处山前低山丘陵区，流域面积59.7 km2，沟长约 12.5 km，松散物质储量约 1.5 万m3/km2，相对高差400 m，沟床纵坡降180‰，沟谷纵断面呈V形，两侧沟岸坡度35°～45°，植被覆盖率45%，出露地层为强风化泥岩、砂岩，滑坡、崩塌等不良地质灾害发育，暴雨时雨水携带泥沙、块石顺沟道下泄，建议采用跨越方式通过该泥石流流通区。丹麻沟主沟走向近北西，流域面积14.5 km2，沟长约4.3 km，松散物质储量约1.5万m3/km2，相对高差260 m，沟床纵坡降180‰，沟谷纵断面呈V形，出露地层以白垩系紫红色砾岩、砂岩、粉砂岩为主，风化强烈，表层破碎，为泥石流发生提供了物源条件，一次泥石流输移总量3.45万m3，规模为中型，属中易发的泥石流沟。实地调查结果与判定结果基本一致。

一般来说，输电线路工程选线时应尽量避让泥石流沟，如沟口冲积扇等，但是由于工程区地形复杂，选线避让空间有限，一旦发生泥石流灾害将造成巨大损失，因此需要进行地质灾害防治。对于本工程而言，应根据灰色关联度法评价结果对危险度为中及以上的泥石流沟进行防护。

4 泥石流防治措施

由于工程区地质环境复杂、线路工期短，因此泥石流防治应主要采取工程措施［5－7］，以避强治弱、拦停为主，挡石淤泥，拦沙分流。在输电线路工程中主要采用局部防护工程，以减轻泥石流对输电线路杆塔的危害。①拦挡工程。为防止泥石流冲击塔基造成倒塔，在区内石大仓沟、安关沟、驼哇苍沟、丹麻沟源头修筑拦石坝、格栅坝、浆砌石重力坝等，进行泥石流防治。②稳沟固坡工程。除部分塔基位于泥石流沟沟口以外，工程区大部分塔基都位于泥石流沟两侧的山坡之上，采用工程规模不大、耗资不多的稳定边坡坡脚的措施比较适宜，如挡土墙护坡、护坎和支撑挡墙等，例如查主沟、大家沿沟、科沿沟一带输电线路塔基可采用这种方法进行防护。

5 结语

采用灰色关联分析法对输电线路工程区泥石流沟泥石流危险性进行量化评价，不仅可在输电线路可研阶段对路径内泥石流进行提前预测，优化路径，而且对于已经运营的输电线路工程可根据量化结果进行泥石流防治，治理难度大的泥石流沟可通过改线加以避让。上述方法对已建和新建输电线路路径优化有很好的指导作用，为输电线路的选线与灾害防治提供了一定的参考。

［1］吴积善，田连权，康志成，等.泥石流及其综合治理［M］.北京:科学出版社，1993:17.

［2］祁龙.泥石流沟活跃程度的评价方法［J］.山地学报，2000，18(4):365－368.

［3］张成杰，王常明，王钢城，等.灰色关联法在泥石流危险性评价中的应用［J］.吉林地质，2005，24(4):111 －116.

［4］吴积善，康志成，田连权，等.云南蒋家沟泥石流观测研究［M］.北京:高等教育出版社，1990:65－70.

［5］刘翠娜，李晓玮，郑秀华.金矿区泥石流治理对策［J］.中国水土保持，2012(2):29－31.

［6］李峰，马东涛，马煜.麻格沟泥石流特征、成因及危险性评价［J］.中国水土保持，2011(4):62－64.

［7］尹成戌.舟曲县“8·8”特大山洪泥石流灾害成因与防治对策［J］.中国水土保持，2011(3):24－26.