电网通道暴雨次生地质灾害的风险快速划分方法及系统与流程

本发明涉及电网防护领域，尤其涉及一种电网通道暴雨次生地质灾害的风险快速划分方法及系统。

背景技术：

我国夏季暴雨灾害频发，暴雨会在短时间内带来大量降水，对地表产生巨大冲刷作用，极易引发次生地质灾害。其中，发生在重要电网通道内的暴雨次生地质灾害严重威胁电网安全，轻则杆塔塔基受损，重则杆塔倾斜、变形、倒塔并引发线路故障。电网通道内暴雨次生地质灾害存在两方面特征，一是灾害频发，由于我国电网发达，输电线路跨区大，经常跨越各种地形地貌区域，暴雨次生地质灾害频发；二是灾害损失严重，包括特高压在内的各种高电压等级线路负责着大量电力输送，但由于电力输送的连续性，任何一基杆塔的受损都可能导致整条线路停运，加上杆塔受损恢复时间长，损失巨大。电网通道暴雨次生地质灾害已经成为威胁电网安全的重要因素。

开展电网通道暴雨次生地质灾害风险分布划分，对灾害监测、预警、防范与治理意义重大。目前暴雨次生地质灾害相关研究集中在地质部门和国土资源部，相关部门进行了大规模普查研究，但相关结果并不适用于电力部门，主要原因在于，基于国家安全因素考虑，对公众发布的地质灾害分布图精度低，不能直接指导电力生产，而电力企业自己开展所有电网通道暴雨次生地质灾害普查耗费大量的人力物力，实现难度大。因此亟需一种简洁、快速的电网通道暴雨次生地质灾害风险划分方法。

技术实现要素：

本发明提供了一种电网通道暴雨次生地质灾害的风险快速划分方法及系统，用以解决电力企业开展所有电网通道暴雨次生地质灾害普查耗费大量的人力物力，实现难度大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种电网通道暴雨次生地质灾害的风险快速划分方法，包括以下步骤：

通过输电线路杆塔坐标划分出电网重要通道的带状区域；获取电网重要通道中的地形数据以及地质灾害历史数据；

根据地形数据，将带状的电网重要通道划分为多个一级网格；

根据一级网格的地形数据和地质灾害历史数据，划分电网重要通道的地质灾害孕灾地形等级和电网重要通道的地质灾害历史发生等级；

根据地质灾害孕灾地形等级和地质灾害历史发生等级的乘积的数值大小，划分电网重要通道地质灾害风险等级。

优选地，划分电网重要通道的地质灾害孕灾地形等级，包括以下步骤：

根据一级网格的地势高度确定地势高度孕灾系数；

根据一级网格的起伏程度确定起伏程度孕灾系数；

根据地势高度孕灾系数和起伏程度孕灾系数的乘积的数值大小，划分一级网格的孕灾地形等级。

优选地，在确定地势高度孕灾系数时，根据一级网格与周围八个一级网格的平均的地势高度将一级网格的地形划分为三类：山区、丘陵和平原或盆地，为每类地形给定对应的地势高度孕灾系数。

优选地，在确定起伏程度孕灾系数时，根据一级网格与周围八个一级网格的高度差绝对值之和将网格的起伏程度划分为五类，为每类起伏程度给定对应的起伏程度孕灾系数。

优选地，划分电网重要通道的地质灾害历史发生等级，包括以下步骤：

根据带状的电网重要通道一端的最边缘的一级网格为起点，向带状的电网重要通道的另一端重新划分二级网格，二级网格包括多个一级网格；

根据每个二级网格中发生历史地质灾害的次数，划分电网重要通道的二级网格的地质灾害历史发生等级。

优选地，在划分一级网格或者二级网格时，方法还包括：调整电网重要通道的区域的边缘，将电网重要通道的区域的边缘的不完整的一级网格或者二级网格补充成完整的一级网格或者二级网格。

优选地，一级网格为100m*100m的网格，二级网格为1km*1km的网格。

优选地，方法还包括：根据电网重要通道地质灾害风险等级以及暴雨降水预报信息，对输电线路开展暴雨及次生地质灾害对重要线路影响的预报预警。

本发明还提供一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一方法的步骤。

本发明具有以下有益效果：

本发明的电网通道暴雨次生地质灾害的风险快速划分方法和系统，克服现有技术要依赖于电网通道地质灾害逐一调查、工作量大的不足，利用地形数据(可采用gis地形数字高程模型dem)和电网通道地质灾害历史数据，进行地质灾害孕灾地形等级和地质灾害历史发生等级的划分，可以实现电网重要通道内暴雨次生地质灾害风险快速划分，该方法思路清晰，实用性强，准确率高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的电网通道暴雨次生地质灾害的风险快速划分方法的流程示意图；

图2是本发明优选实施例2的±800kv宾金线湖南段的电网通道示意图；

图3是本发明优选实施例2的电网通道的边缘不完整网格补成完整网格示意图，其中阴影部分为补充后的网格；

图4是本发明优选实施例2的电网通道某段内局部网格的地势高度(左)、中心网格与周围八个网格的平均高度(中)、中心网格与周围八个网格的高度差绝对值之和(右)示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本发明实施例中所称的电网通道的地质灾害历史数据包括线路运维单位最近10年上报的、输电线路附近的暴雨次生地质灾害信息。本发明实施例中所称的电网通道包括：1000kv、±800kv、750kv、±660kv以及±500kv特高压交流线路和直流线路所经过的区域；两条以上500kv线路呈平行或准平行走向，且线路间的距离不超过1km的线路所经过的区域；以及地市级电网与省级及省级以上等级电网的联络线路。本发明实施例中所称的电网重要通道包括：如果电网通道内只有一条线路，以该线路为中心轴，两侧各延伸2km，形成的4km宽的带状区域，定义为电网重要通道；或者，如果电网通道内有两条及以上线路，分别以最边缘两条线路为中心轴，向外侧各延伸2km，形成的带状区域定义为电网重要通道。

参见图1，本发明的电网通道暴雨次生地质灾害的风险快速划分方法，包括以下步骤：

s1：通过输电线路杆塔坐标划分出电网重要通道的带状区域；获取电网重要通道中的地形数据以及地质灾害历史数据。

s2：根据地形数据，将带状的电网重要通道划分为多个一级网格；

s3：根据一级网格的地形数据和地质灾害历史数据，划分电网重要通道的地质灾害孕灾地形等级和电网重要通道的地质灾害历史发生等级；

s4：根据地质灾害孕灾地形等级和地质灾害历史发生等级的乘积的数值大小，划分电网重要通道地质灾害风险等级。

上述步骤，利用地形数据和电网重要通道的地质灾害历史数据，进行地质灾害孕灾地形等级和地质灾害历史发生等级的划分，可以实现电网重要通道内暴雨次生地质灾害风险快速划分。

实际实施时，以上的方法还能进行以下的扩充或应用，以下实施例中的技术特征都能相互组合，实施例仅作为示例，不作为对技术特征的正常组合限制。

实施例1：

本实施例的电网通道暴雨次生地质灾害的风险快速划分方法，包括以下步骤：

s1：通过输电线路杆塔坐标划分出电网重要通道的带状区域；获取电网重要通道中的地形数据以及地质灾害历史数据。

s2：基于数字高程模型dem地形数据中100m*100m高精度的高程数据，将带状的电网重要通道划分为100m*100m的一级网格，由于电网重要通道区域的边缘与dem高程地形数据网格存在差异，在电网重要通道区域的边缘会出现一些不完整的一级网格，适当调整输电通道区域的边缘范围，将这些不完整的网格全部补成完整一级网格，同时保证不增加新的一级网格。

s3：根据一级网格的地形数据和地质灾害历史数据，划分电网重要通道的地质灾害孕灾地形等级和电网重要通道的地质灾害历史发生等级。

s301a：根据一级网格的地势高度确定地势高度孕灾系数。根据平均高度的数值大小划分为三类地形，并给定地势高度孕灾系数α。其中，为山区，α＝1.5；为丘陵，α＝1.0；为平原或盆地，α＝0.5。

s301b：计算中心网格与周围八个网格的高度差绝对值之和∑δh(单位：米)，据高度差绝对值之和∑δh划分为五类起伏程度，并给定起伏程度孕灾系数β，其中，∑δh≥300，β＝5；300＞∑δh≥200，β＝4；200＞∑δh≥100，β＝3；100＞∑δh≥50，β＝2；∑δh＜50，β＝1。

s301c：根据地势高度孕灾系数和起伏程度孕灾系数的乘积的数值大小，划分一级网格的孕灾地形等级。孕灾地形等级越高，越利于发生地质灾害。其中，α×β≥4，定义孕灾地形等级d1为三级；4＞α×β≥2，定义孕灾地形等级d1为二级；α×β＜2，定义孕灾地形等级d1为一级。

s302a：划分电网重要通道的地质灾害历史发生等级，包括以下步骤：

在带状的电网重要输电通道区域中，基于步骤3.1中100m*100m的网格，以电网重要输电通道区域中最西南位置的网格为起点，向东、向北方向划分1km*1km的二级网格(电网通道一端向带状的电网通道的另一端延升也可)，这样此步骤中每个二级网格包含100个一级网格。对于边缘出现的一些不完整的二级网格，在保证不增加新的二级网格前提下，将这些不完整的二级网格全部补成完整二级网格。

基于每个1km*1km网格中10年内发生历史地质灾害的次数k，划分地质灾害历史发生等级d2。

具体方法为：k≥4，定义地质灾害历史发生等级d2为五级；k＝3，定义地质灾害历史发生等级d2为四级；k＝2，定义历地质灾害史发生等级d2为三级；k＝1，定义历地质灾害史发生等级d2为二级；k＝0，定义历地质灾害史发生等级d2为一级。

s4：根据地质灾害孕灾地形等级和地质灾害历史发生等级的乘积的数值大小，划分电网重要通道地质灾害风险等级。

孕灾地形等级d1、地质灾害历史发生等级d2可以综合表征利于地质灾害发生的各种背景条件，用两者乘积m的数值大小表征电网重要通道地质灾害风险等级m＝d1×d2。

具体方法为：定义m≥16，为电网重要通道地质灾害五级风险；15≥m≥10，为电网重要通道地质灾害四级风险；9≥m≥6，为电网重要通道地质灾害三级风险；5≥m≥4，为输电通道地质灾害二级风险；3≥m≥1，为电网重要通道地质灾害一级风险。

电网重要通道地质灾害风险等级越高，风险越大，一级基本无风险，二级为轻度风险，三级、四级为中度风险，五级为高危风险。

以上步骤完成后，可以基于暴雨降水预报信息、电网重要通道地质灾害风险等级、输电线路信息开展暴雨次生地质灾害对重要线路影响的预报预警。

实施例2：

本实施例为实施例1的应用例，本实施例以湖南省为例，说明实施例1的电网通道暴雨次生地质灾害的风险快速划分方法的应用。

本实施例的电网通道暴雨次生地质灾害风险快速划分方法，包括以下步骤：

(1)数据收集。

以国网湖南省电力公司运维电网区域为例，本发明中需要的数据主要有两类，分别为数字高程模型dem数据中湖南省100m*100m的网格化地形高程数据，和湖南电网2008-2017年所有220kv及以上线路附近暴雨次生地质灾害数据。

(2)划分出电网重要通道的带状区域。

本实施例中选取图2中的特高压直流输电线路±800kv宾金线湖南段的输电通道为例。

(3)电网重要通道的地质灾害孕灾地形等级划分。

(3.1)网格划分：

基于数字高程模型dem地形数据中100m*100m高精度的高程数据，将带状的电网重要通道划分为100m*100m的一级网格，由于电网重要输电通道区域的边缘与gis系统高程数据网格存在差异，在电网重要输电通道区域的边缘会出现一些不完整的一级网格，参见图3，适当调整输电通道区域的边缘范围，将这些不完整的一级网格全部补成完整的一级网格，同时保证不增加新的一级网格。

(3.2)孕灾地形等级划分，划分方式与实施例1相同，在此不再赘述。划分结果如图4所述。

(4)电网重要通道地质灾害历史发生等级划分：

(4.1)网格划分中划分的网格：

在带状的电网重要通道区域中，基于100m*100m的一级网格，以电网重要通道区域中最西南位置的一级网格为起点，向东、向北方向划分1km*1km的二级网格，这样此步骤中每个网格包含的100个一级网格。对于边缘出现的一些不完整的二级网格，在保证不增加新的网格前提下，将这些不完整的二级网格全部补成完整二级网格，与图3的方式相同。

(4.2)地质灾害历史发生等级划分：

基于每个1km*1km网格中10年内发生历史地质灾害的次数k，划分地质灾害历史发生等级d2。划分方式与实施例1相同，在此不再赘述。

(5)电网重要通道地质灾害风险等级划分，划分方式与实施例1相同，在此不再赘述。

电网重要通道地质灾害风险等级越高，风险越大，一级基本无风险，二级为轻度风险，三级、四级为中度风险，五级为高危风险。

(6)基于暴雨预报的电网重要通道次生地质灾害预警

基于暴雨降水预报信息、电网重要通道地质灾害风险等级、输电线路信息开展暴雨次生地质灾害对重要线路影响的预报预警。

实施例3：

本实施例提供一种计算机系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一实施例的步骤。

综上可知，本发明克服现有技术要依赖于输电通道地质灾害逐一调查、工作量大的不足，利用gis地形数字高程模型dem的地形数据和电网重要通道地质灾害历史数据，可完成电网重要通道暴雨次生地质灾害风险快速划分。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。