[发明专利]一种输电线路杆塔基础边坡暴雨灾害风险评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种边坡暴雨灾害风险评估方法，尤其是涉及一种输电线路杆塔基础边坡暴雨灾害风险评估方法。

背景技术

输电线路是电网的重要组成部分，输电线路的安全稳定运行直接影响到电网的稳定性和供电的可靠性。当前，土地资源日益宝贵，山区线路越来越多，电力部门不可避免地面临大量的边坡工程，边坡稳定性问题变得日益突出。由于暴雨造成水土流失，与之密切相关的坡面冲刷、滑坡、滑塌等广义滑坡灾害时有发生，危及输电线路杆塔安全，严重者甚至造成线路倒杆断线。因此，防止输电线路杆塔基础边坡暴雨灾害事故，是保证输电线路安全稳定运行的一项十分重要的工作，已逐渐受到电力设计部门、供电管理部门的重视，而做好对输电线路杆塔基础边坡暴雨灾害风险评估、预警是防止暴雨灾害事故的基础。

一般认为，针对不同目的或服务对象，可进行不同类型的灾害风险评估，根据滑坡灾害评估范围或面积，可将边坡风险性评估分为点评估、面评估及区域评估。对于输电线路基础边坡，较好的办法是对具体边坡形成比较精确、量化的评估系统，为抗灾、救灾和实施防治工程提供依据，属于点评估范畴，需要综合考虑线路杆塔基础结构特征、地形地貌特征、地层岩性、地质构造及植被情况特征等诸多因素。除此之外，暴雨引起的边坡失稳虽然属于边坡工程研究范围，但其风险评估方法不能生搬硬套现有的边坡稳定性评估方法，它跟坡面降雨强度等相关。

目前，国内外的技术中，还未出现因暴雨给输电线路杆塔基础边坡带来的风险进行评估研究的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种适用于山区输电线路杆塔基础边坡的设计和监督管理的输电线路杆塔基础边坡暴雨灾害风险评估方法。

解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种输电线路杆塔基础边坡暴雨灾害风险评估方法，包括以下步骤：

S1确定致灾因子：

从包括临界降雨量、坡度、坡高、坡面地貌特征、地层岩性、地质构造、土体特性参数和坡面植被特征中，根据大量区域灾害统计及人工降雨边坡侵蚀试验结果统计，按致灾最为严重的因子顺序依次选取至少4位；

S2对致灾因子、边坡稳定性进行量化、归一化和权重确定：

S2-1量化采用德尔菲法、统计分析法、隶属度函数法和信息量法其中之一进行，优选隶属度函数法：将各定性指标分为3级，通过给各等级赋予边界值，然后通过线性差值的方法确定其隶属函数，完成定性指标的量化；

S2-2量化的数据以sigmoid函数为激活函数进行归一化处理，将量化的数据转化为[0.1-0.9]区间的数值；

S2-3边坡稳定性分类：稳定、基本稳定、不稳定，以sigmoid函数为激活函数进行归一化处理，将边坡稳定性转化为[0.1-0.9]区间的安全系数；

S2-4构建包含目标层、准则层、方案层三个层次构成的层次结构模型，目标层在上，准则层在中，方案层在下；目标层为边坡稳定性，方案层为各致灾因子，采用改进层次分析计算程序得到各层次的权重向量；

S3确定危险性评估模型：

以大量区域灾害统计及人工降雨边坡侵蚀试验结果为训练样本，采用BP人工神经网络方法，给定BP网络层数及相应层之间的权重向量，采用改进BP网络计算程序对神经网络进行训练直至达到误差要求，获得致灾因子与边坡稳定性安全系数的映射关系，即输电线路杆塔基础边坡暴雨滑坡危险性评估的数学模型；

S4确定风险性评估模型：

根据输电线路杆塔基础类型、灾害区与杆塔基础距离及输电线路电压等级等易损度因子进行量化并通过专家分析法获得各易损度因子对暴雨致灾风险度影响的权重向量，以国际上较为认可的风险表达式：风险度=危险度×易损度，即风险包含风险发生的可能性（危险度）和风险带来的损害程度（易损度），获得输电线路杆塔基础边坡暴雨风险评估数学模型；

S5进行评估:

根据风险性评估数学模型，输入待评估的具体输电线路杆塔基础边坡及降雨量进行评估得到评估结果。

所述的步骤S1的地质构造作为致灾因子是根据大量灾害统计获得的，包括单层介质边坡、多层介质边坡（如花岗岩残积土、全风化花岗岩组成的边坡）。

所述的步骤S4中，各易损度因子的量化与权重是根据专家评分法获得，易损度V按以下公式计算：

V=ω_iX_i

式中ω_i为各易损度因子的权重，X_i为各易损度因子的量化值。