基于综合遥感的线路地质灾害研究

李志宏，赵顺阳，汪春凤，段 毅，杨继红（.国网甘肃省电力公司经济技术研究院，甘肃 兰州 730050 .中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，陕西 西安 7003）



基于综合遥感的线路地质灾害研究

李志宏1，赵顺阳2，汪春凤1，段 毅2，杨继红1
（1.国网甘肃省电力公司经济技术研究院，甘肃 兰州 730050 2.中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，陕西 西安 710032）

摘要：遥感技术是信息时代新的对地观测技术，具有宏观、直观、客观的技术特点，可以有效补充工程勘测中视域有限的问题。本文采用多种遥感手段综合应用，查明了750 kV天水—宝鸡双回送电线路工程沿线的地质灾害分布与发育规律，值得在类似工程中推广。

关键词：综合遥感；地质灾害；解译；送电线路工程。

1 概述

750 kV天水—宝鸡双回送电线路工程是西北750网架中重要一环，它对于黄河上游水电站以及河西乃至新疆的风电、火电向华北、华东地区的送出构成保障。工程位于甘肃天水地区境内，大部为黄土丘陵低山，地表为黄土或黄土状土覆盖，冲沟发育，沟谷纵横、地形破碎，多呈阶梯状，梯田分布较密集，自然植被较稀少，海拔一般为1400～2000 m。工程区气候属典型的大陆季风气候，降雨集中在6～9月，以暴雨或连阴雨形式出现。该区域在地质构造上属于陇西黄土高原中等上升区，受到青藏高原持续抬升影响，历史地震活动频度高，强度大，烈度高，破坏性大。这些特征造成工程区不良地质作用强烈，地质灾害类型多样，边坡多不稳定，滑坡（群）规模大，分布广，影响严重。这些地质灾害的分布对750 kV天水—宝鸡双回路送电工程构成了巨大威胁。

为了查明工程区的地质灾害发育规律，本文拟采用综合遥感的方法研究输电线路沿线的地质灾害。研究目的就是以遥感影像为载体，采用多种片源对比分析，以目视解译为主，沿初定的路径方案，圈定沿线各类不良地质现象特别是大型滑坡（群）的分布范围、发育规模、活动程度，分析其对线路工程的影响，为优化路径方案和最终塔位的确定提供依据。

2 综合遥感研究方法

综合遥感是指为了某种建设和管理的需要，在不同的工程阶段，对不同片种、不同时相的遥感影像，同时进行不同专业的遥感解译和协同作业，集中提取多专业技术信息，便捷实现建设/管理项目的综合评价这一遥感集成技术。

在高压输电线路工程勘测设计中，随着设计阶段由可行性研究到初步设计以及最终的施工图设计，采用的遥感手段对应的从中低分辨率的卫星遥感到中高分辨率卫星遥感以及航空遥感，采用统一的遥感数据，测量、地质、水文气象、环保等各专业分别提取各自需要的技术信息，逐步深化认识，解决现场勘测过程中视野范围有限的问题，快速准确完成工程任务，可以加快高压输电线路工程勘测工作的进度，提高勘测工作的技术水平，是一种基于遥感技术的多专业综合勘测方法。

本次研究以航飞所获得的正射影像图为主要信息源，对比Google Earth中的卫星图像，应用目视解译，经初步解译、野外调查与验证、详细解译、综合分析与制图等步骤，获得工程区不良地质的类型、分布、规模等，结合区域资料分析不良地质对线路工程的影响，并提出应对措施。

3 综合遥感工作内容

经解译调查，线路沿线有滑坡、崩塌、泥石流、落水洞，不稳定斜坡、洪水冲蚀等几种不良地质现象。本次工作的主要影像资料为线路的正射影像图，同时与Google Earth中的高清影像对比，工作比例尺为1∶10000。

3.1 影像总体特征

区内主要地貌为黄土低山丘陵，植被不发育，岩土体以黄土为主，整体影像色调为灰黄色，其中阳坡面较亮，呈淡黄色，而阴坡面亮度较差，呈现不同色调的灰色，村庄呈现集中或散乱的斑点，有道路相连，路分为公路、大路以及便道，公路较宽，呈规则的线状，呈浅灰色，延伸远，连接县城与乡镇；大路一般呈亮白色，多处平直，局部不规则，随地形变化而弯曲，一般连续，互相连通，经常穿过村镇。便道很窄，时断时续，随地形变化而变化，断头路较多，一般是村内或村间道路。与大路或公路相通，是当地居民日常劳作使用。耕地呈规则的片状，同一块地由于作物一致呈现同样的色调，不同地块之间界限清楚，坡耕地随地形展布，呈现多层台阶。河流蜿蜒曲折，河道呈亮色调，与两侧阶地呈截接关系。

3.2 不良地质解译方法

采用目视解译的方法，具体作业步骤是首先找到区域最低点，及河谷最下游，查明水流运动的方向，它也是本地区物质流流动的方向，然后从最低点开始，逐步向上游查看，遇到支沟进入支沟按同样方法进行搜索，查看沟谷两侧是否有不良地质变形迹象，如果出图则返回继续向沟谷上游查询，直至所有小流域查完，然后进行下一个流域，这样逐航带解译，对解译出的不良地质进行编号登记，特征描述。对照布置的工程，圈出影响较大的作为外业调查验证的重点。

3.3 各类不良地质解译标志

（1）滑坡，多数形态上呈扇形或舌形，前缘撒开，紧邻河谷，后缘紧闭，靠近坡顶，形成较明显的陡坎，两侧多为向一起交汇的沟谷，滑体上冲沟发育，地形破碎，老滑坡上有村庄以及耕地分布，活动滑体上一般无人工活动迹象，多为荒地。

（2）崩塌，分为天然崩塌和人工崩塌，天然崩塌分布在斜坡陡坎处，受到长期流水冲蚀更易形成崩塌-河流崩岸，新近形成的崩积物呈亮色调，形态不规则，沿斜坡弯曲条带分布，崩塌区均为荒地。人工崩塌包括取土和采石2种，呈点状分布，色调较周围亮，形态不规则，影像上很明显。

（3）泥石流：发育在深切沟谷中，流域面积多在几个平方公里，沟口紧闭，切割较深，沟谷蜿蜒曲折，沟口以外堆积物呈扇形散开，沟谷两侧滑坡、崩塌发育，坡面不完整，坡度较大，荒地多。

（4）不稳定斜坡：分为两种，一个是河流深切阶地与河谷之间形成的陡坎，高度较大，受河流侧蚀作用，崩塌滑坡发育，形成不稳定斜坡，其坡度近直立，如散度河、西小河两岸均为不稳定斜坡，该类斜坡在影像上表现明显，沿河道两侧展布，斜坡呈陡坎，多见崩塌、滑坡，工程设施应远离。第二种是河流阶地与黄土丘陵之间形成的斜坡，高差较大，呈单面坡，坡度45°～60°，底部发育崩塌，上部多见滑坡，对拟建工程威胁较大。该类不稳定斜坡呈近视线状延伸几百米或几公里，整个坡体色调基本一致，坡体形态完整，局部分布耕地，冲沟仅几百米，村庄较少。

（5）洪水冲蚀，洪水冲刷侵蚀发生在相对开阔的河谷地带，本区降水具有高度集中的特点，多为暴雨，为洪水的形成奠定了基础。区内较大的河流都存在洪水冲蚀问题，包括散度河、西小河、葫芦河等。

（6）落水洞，本区黄土粉质含量高，在洪水冲蚀作用下或者受滑坡等内力作用下，形成较明显的黄土落水洞，主要集中在变电站附近，对出线有一定影响，落水洞在影像上表现并不明显，需要实地调查。

4 综合遥感工作结果

采用目视解译方法，共解译滑坡50处，崩塌56处，泥石流9处，不稳定边坡8处，洪水冲蚀10处，落水洞主要集中在750 kV天水变电所附近。初步解译结果可以看出，滑坡是影响线路工程主要的不良地质作用，其规模较大，影响范围包括了斜坡的上部，而其他不良地质作用主要分布在沟谷底部及斜坡下部，如泥石流、崩塌、洪水冲刷，对线路工程的影响较小，但对整体稳定性有影响，因此外业调查验证以滑坡为主，在宽阔沟谷中分布塔位的也查看河谷冲刷的情况。

外业调查验证共验证滑坡25处，占解译滑坡的比例为50%，其中确认为滑坡的13处，现场调查后变更为崩塌的7处，均为不稳定冲沟型崩塌，另外在现场调查中又勾绘10处滑坡。

经过初步解译、外业调查验证和详细解译，拟建输电线路沿线共发现滑坡50处，多为黄土滑坡或黄土泥岩滑坡，大型或巨型滑坡为老滑坡，是在历史强震作用下形成的，在现状条件下，整体处于稳定状态，但在强震或极端气候条件下，可能复活，对工程有潜在的威胁，在现场选线中已经尽量避开了发现的滑坡，以消除影响。

工程区崩塌较多，经初步解译、调查验证后确认55处，分为河流侧蚀崩塌、斜坡垮塌、沟谷源头侵蚀崩塌和人工采石（土）几种类型，在散度河、后川河分布河流侧蚀崩塌，其它均为黄土地区常见的土质崩塌，规模大小不一，形态也不规则。

解译并确认泥石流10条，区内泥石流多为中小规模的泥流，分布在紧闭沟谷中，线路一般一档可跨过，对工程影响不大。

不稳定斜坡8处，分布在散度河、西小河以及南砌沟等处。

洪水冲蚀有10处，分布发生在散度河、西小河、葫芦河、南砌沟、大杨沟、后川河、天河、闫家店沟、草川沟、马鹿河，线路工程在散度河、大杨沟、后川河、闫家店沟、马鹿河布置塔位，多分布在高阶地上，洪水冲蚀影响不大；

落水洞仅在变电站周边地段分布，对线路的影响不大，即使碰到通过前后稍微调整即可避开。

5 不良地质发育规律

本区对输电线路工程影响较大的不良地质是滑坡、崩塌，她们的空间分布具有以下规律：

（1）滑坡沿河谷两岸集中成带分布：经本次调查，散渡河、西小河、葫芦河和一些大型沟谷的两岸，滑坡均集中成带出现。如散渡河流域，在30 余公里的河谷两岸发育滑坡20 余处，发育线密度0.7 处/km，个别地段达1～2 处/km。另外在一些大型河、沟谷的下游也集中分布有滑坡群带，如葫芦河东岸的穗子河，集中分布滑坡群带。

（2）滑坡在特定的地层中集中分布:本区滑坡主要发育在黄土、第三系泥岩中，其它地层中则相对较少，因此，上述地层构成了本区的易滑地层。

（3）滑坡沿一定的斜坡条件集中分布：沟谷的切割深度、斜坡的坡度和斜坡的结构特征是控制滑坡形成的基本条件。区内山坡高差多在250～400 m，坡度25°～40°，斜坡结构特征上部为黄土，下部为泥岩构成的二元结构，该类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）集中发育于人类工程活动强烈的地段：区内滑坡的发育与人类工程活动紧密相关，诸如矿山露天开采剥离斜坡岩土，改扩建公路改变斜坡体稳定状态以及坡面耕植等人类活动强烈的区域往往是滑坡、崩塌等灾害集中分布的地段。

6 结论

应用综合遥感方法，利用正射影像和Google Earth影像，经初步解译、外业调查验证、详细解译分析，对750 kV天水-宝鸡双回路送电线路工程进行了目视解译，查明工程沿线分布滑坡50处，崩塌55处，泥石流10条，不稳定边坡8处，洪水冲蚀10处，对线路影响最大的不良地质是滑坡和崩塌。综合遥感方法直观的获得了沿线不良地质的分布情况，结合基础资料分析可以获得地质灾害的发育规律，研究取得了良好的效果，建议在工程勘测领域推广使用。

参考文献：

［1］ 赵顺阳，等.一种用于工程勘测的遥感系统：中国，0034284.0［P］. 2010-07-28.

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［4］ 万明忠，任艳丽.高分辨率卫星影像在电网勘测工程中的应用［J］.电力勘测设计，2004，（04）.

［5］ 邓加娜，等.数字地球及其在电力勘测设计中的应用［J］.电力勘测设计，2006，（05）.

［6］ 西北电力设计院.750 kV天水-宝鸡送电线路工程不良地质综合遥感专题研究报告［R］.西安：西北电力设计院，2011.

中图分类号：P627

文献标志码：B

文章编号：1671-9913（2016）02-0032-04

* 收稿日期：2015-11-04

作者简介：李志宏（1965- ），男，河北定县人，高级工程师，主要从事输电线路工程规划、建设等工作。

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.