1、此后，包括刚果（金）在内的不同国家的水电工作者，曾对ZONGO水电站开发进行过不同程度的研究与论证。2008年12月至2009年1月，应刚果（金）政府邀请，中国水利水电建设集团公司与中国中水北方勘测设计研究有限责任公司共同组成刚果（金）水电考察团，在刚果（金）政府有关部门的陪同下，对刚果（金）部分水电建设项目（重点对ZONGO电站）进行了考察，并形成了刚果民主共和国ZONGO等水电站考察报告。2009年2月，根据刚果（金）政府拟利用中国政府贷款建设ZONGO电站的意图，受刚果（金）政府相关部门委托，中国水利水电集团公司再次联合中国中水北方勘察设计研究有限责任公司，在以往研究工作及前次考察工作基
2、础上，与刚果（金）能源部一起共同完成了本刚果民主共和国ZONGO水电站可行性研究报告的编制。根据刚果（金）政府与中水集团签订的有关协议，ZONGO拟由中国水电集团以EPC的方式进行开发。本可行性研究报告依据中国现行技术规范与标准编制。ZONGO水电站位于ZONGO水电站拦河坝上游，建成于上世纪六十年代，同样为低坝引水式电站。ZONGO水电站利用ZONGO瀑布落差裁湾取直引水发电，利用水头约65m。ZONGO水电站拦河坝位于ZONGO瀑布上游约800m，最大坝高17m，坝顶长190m，水库库容80万m3；引水隧洞直径5.40m，长725.35m，引水流量145.5m3/s；ZONGO水电站厂房位
3、于ZONGO瀑布下游约500m，电站装机五台，总装机容量75MW（313MW218MW），年发电量3.03.5亿kWh（相当于年利用小时40004600h）。ZONGO水电站的建设与运行经验（包括工程建设遗留的开挖断面和关于工程建设与运行的相关介绍等）是开发建设ZONGO水电站具有技术上具有可行的实物佐证，建设ZONGO水电站的相关基础设施也将为ZONGO水电站建设提供便利条件；本ZONGO水电站可行性研究报告编制的基础资料与评价成果，直接或间接的引用了ZONGO水电站可以利用的资料。1.2 水文条件1.2.1流域概况及水文基本资料印基西河为刚果河的一级支流，发源于安哥拉北部，水量充沛，ZON
4、GO水电站坝址处控制流域面积14600km2。印基西河流域地处丘陵地貌，地面高程一般为400500m。印基西河流域处于非洲大陆赤道附近，属典型的赤道雨林气候，年平均降雨1500mm2000mm。刚果（金）横跨赤道两侧，独特的地理位置除为刚果（金）提供充沛的水量外，也形成了刚果河流域年径流变化小的特点。刚果（金）一般每年有两个雨季和两个旱季：1月中旬5月中旬为大雨季，5月中旬9月底为大旱季，10月初12月中旬为小雨季，12月中旬次年1月中旬为小旱季。以34月和11月12月为多雨月，而69月降雨最少，其降雨量仅占全年降雨量的3%左右。刚果（金）年平均温度2427，东部山地温度最低，但不低于10。温
5、度年变化不明显，但日变化显著，相对湿度较大。首都金沙萨的月平均相对湿度变化在7283%之间，年较差为11%，即使在干季的七月，相对湿度仍可达79%。虽然在ZONGO水电站建设时，曾进行过水文测验，但随着ZONGO水电站的建成投产，该水文监测工作随之终止，相应的监测资料已经流失。据调查，ZONGO水电站投运后，工程运行方也未进行建筑物泄流与机组引用流量方面的统计与记录，加之受设备老化等原因影响，ZONGO水电站目前已不能满负荷运行，所以通过ZONGO水电站获取ZONGO 水电站的坝址径流也不现实，ZONGO的水文基础资料只能依据 ZONGO水电站的一些原有设计成果取得（ZONGO水电站的原始设计
6、资料已经流失）。ZONGO水电站坝址与ZONGO 水电站坝址之间没有支流汇入。1.2.2径流与洪水ZONGO水电站坝址控制流域面积 14600km2，地区年降雨量15002000mm，流域地处赤道附近，降雨充沛，植被较好，偏于保守的取径流系数0.40，则年径流量为88116亿m3，相当于多年平均流量278370m3/s。据ZONGO水电站介绍资料，坝址处最小流量60m3/s，洪水平均流量700m3/s，最大流量1750m3/s。由于ZONGO与ZONGO两坝址相距较近，中间又无其他支流汇入，所以， ZONGO水电站坝址径流与洪水资料可以直接引用该ZONGO水电站坝址。1.2.3泥沙目前没有取得
7、印基西河的泥沙资料。考察期间，正值雨季，印基西河水虽较浑浊，但据ZONGO水电厂管理人员介绍，ZONGO水电站转轮磨蚀并不严重，其最大30万小时的转轮磨蚀深度为3mm。鉴于ZONGO坝址与ZONGO坝址间河谷为岩石河谷，岩石致密坚硬，区间无支流汇入，两岸植被茂盛，不存在严重水土流失问题，综合ZONGO水库的拦沙效果，推测ZONGO水电站不存在大的泥沙威胁；工程投运后，汛期随上游来水下泄的部分悬移质泥沙，可能会在ZONGO水电站坝前库区内部分淤积，长期运行后可能会占压部分水库库容，但预计影响比较有限。为 “把握”起见，在ZONGO水电站拦河坝设计时可预留适当的排沙设施。1.3 工程地质从目前已经
8、收集到的资料来看，上世纪50年代比利时人在进行ZONGO水电站勘察设计时曾进行了地形图测量，安排了部分工程地质勘察等工作，但本次工作中仅收集到了有限的前期工作成果。1.3.1 区域地质概况工程区为丘陵地貌，地面高程一般400500m，地形切割深度数十米。刚果河为本区最低侵蚀基准面，水面高程为200220m。印基西河ZONGO水电站拦河坝坝址段坡降大，水流湍急。未收集到本区域地层资料，ZONGO II电站区域，沿印基西河有基岩出露，基岩岩性相同，为巨厚层-厚层砂岩，紫色，细中粒结构，层理不明显，岩石坚硬致密，耐风化，节理稀少。覆盖层为壤土，含砂粒，厚度数米至十余米。推测ZONGO地区的紫色砂岩同
9、属前寒武地层。推测工程区地震动峰值加速度（PGA）不超过0.05g。1.3.2 建筑物工程地质坝基范围松散覆盖层性状较差，但分布范围和厚度不大，易于清除。基岩为巨厚层砂岩，裸露或埋深不大，表部呈弱风化微风化状，构造不发育，初步判断清除浅部松动卸荷岩体即可作为低坝基础。以两岸出露岩体特征判断，河床及两岸岩体的渗透性均较差，推测表部卸荷岩体可能具有一定渗透性，深部岩体为微极微透水性，坝基不存在严重渗漏问题。节理不甚发育，延伸长度不大，闭合微张状，多无充填物，渗透稳定性良好。两岸岸坡高度约5070m，主要由巨厚层砂岩构成。岩层产状平缓，节理倾角陡，难以形成倾向坡外的不利组合，边坡稳定条件好，现状稳定
10、。隧洞洞线方向大致为SW263，洞径约7.0m，全长约2.78Km，沿线地面高程300500m，隧洞埋深一般为50150m。地层为古老的巨厚层、厚层砂岩（估计为前寒武地层）。呈单斜构造，岩层走向约NW300320，倾向SW，倾角510隧洞出口附近岩体风化层厚度不大，进口区基岩被覆盖，岩体风化程度尚不清楚。节理12组，陡倾角，间距0.53m。初步判断隧洞围岩以、类为主，大约占8090%左右。、类围岩可能出现在隧洞进出口和断层发育位置，其比例1020%。厂房位于刚果河左岸，一级阶地后缘；阶地地面高程222235m左右，宽度5080m，植被发育，生长有棕榈树。后缘为刚果河谷坡，上缓下陡，分界位置大体
11、在280m高程附近。280m高程以下地形陡峭，坡度3050，基岩裸露，向刚果河上游方向沿岸岩石出露范围增大。厂区分布的地层主要有：基岩、第四系残积层和冲积层。从局部的露头观测到岩层产状为NW300320SW510没有发现断层。构造裂隙不甚发育，现场观测到一组裂隙，其产状为：NE65SE85，裂隙面平直，无充填，一般间距0.53m。一级阶地地下水位埋深浅。1.3.3 天然建筑材料和施工水源坝址、电站厂房附近土料储量丰富，开采运输方便，不需要占用耕地。有效层主要为第四系残积壤土，含有10%20%的砂粒，推测有效层厚度25m，表层无用的腐植层厚12m。刚果河漫滩和一级阶地，蕴藏有一定数量的砂砾石和砂
12、料。印基西河左岸ZONGO I电站下游约300500m范围地形平缓，初步判断为印基西河一级阶地，可能蕴藏一定数量的砂砾石。在隧洞沿线和电站附近分布大范围巨厚层砂岩，在坝址和电站附近岩石出露，可以满足工程建设需要。岩石坚硬致密，节理不甚发育，推测能够满足混凝土骨料质量要求。隧洞开挖料也可作为混凝土骨料使用。据介绍，ZONGO电站混凝土骨料采用附近砂岩轧制（考察人员在现场也看到了该石料场和遗留在石料场内的石料轧制设备），居民住宅建设采用了刚果河ZONGO电站厂房附近的砂料。印基西河水量丰富，满足施工用水，但水质有待进一步查明。1.4 工程任务及规模1.4.1工程任务ZONGO II水电站承担的主要
13、任务为发电，其电力输送方向为刚果（金）首都金沙萨市，拟以220kv电压双回路接入距电站约70km的Kingatokob变电站。工程建成后，将缓解首都金萨沙市，进而缓解刚果（金）的电力供应紧缺局面，对刚果（金）的国民经济恢复与发展，将起到极大的促进作用。1.4.2工程规模（1）电站装机容量选择ZONGO II坝址与ZONGO坝址间没有支流汇入，二者相距较近，区间汇流面积较小。因此，ZONGO II水电站的引用流量采用与ZONGO I水电站设计流量相同，即145.5m3/s。考虑到ZONGO II拦河坝与ZONGO I拦河坝之间存在当地有名的ZONGO瀑布，预计ZONGO I设计时已充分考虑了电站
14、引水对瀑布造成影响，考察期间未调查到ZONGO I电站引水对瀑布的影响。因此，估计按此确定ZONGO II水电站的引用流量是有保障的。ZONGO II水电站设计水头依据ZONGO I设计尾水位和电站厂房位置刚果河的水位差确定，计算ZONGO II毛利用水头不低于134.85m。初步计算ZONGO II电站设计水头为125.0m。确定ZONGO II水电站装机容量为150MW，依据ZONGO水年利用小时确定ZONGO II水电站多年平均发电量约6.9亿kWh（相当于年利用小时数约4600h）。（2）水库特征水位ZONGO II水电站上游水库特征水位以不影响ZONGO水电站尾水位，即不影响ZONG
15、O水电站的正常运行为原则确定。ZONGO I水电站设计平均尾水位358.65m，最高尾水位360.65m，最低尾水位354.85m，据此确定水库正常运行水位356.00m，水库设计洪水位为358.17m（相应最大泄量700m3/s），校核洪水位361.18m（相应最大泄量1750m3/s）。1.4.3水库运用与洪水调节水库汛期调洪运用原则：汛期水库起调水位为水库正常蓄水位即溢流堰顶高程，当入库洪水流量小于或等于设计引用流量时，下泄流量等于零，库水位维持在起调水位；当入库流量大于设计引水能力时，库水位升高到溢流坝顶，开始溢流下泄，冲沙闸参与泄洪。遇水库淤积严重或电站取水口前泥沙淤积严重且上游来水
16、较大时，可开启冲沙闸冲沙。为减少电站取水口前的泥沙淤积，遇上游来水充沛或遭遇洪水时，宜先开启冲沙闸泄流。1.5 工程布置及主要建筑物 根据中国水利水电行业规范水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000有关规定，确定ZONGO II电站属等中型工程，主要建筑物按3级建筑物设计，次要建筑物按4级建筑物设计，临时建筑物按5级建筑物设计。工程首部枢纽由溢流坝、冲沙闸、非溢流坝及电站取水口等建筑物组成。溢流坝位于河道中部，冲沙闸、电站取水口布置在左岸。拦河坝校核洪水水位361.18m，设计洪水水位358.17m，正常运行水位356.00m。溢流坝坝体在河床部分置于致密坚硬的砂岩地基上，溢流坝为无
17、闸门控制的溢流坝。根据总体布置及电站引水要求，坝顶高程为356.00m（为电站正常运行水位），坝长60.00m，最大坝高20m。在溢流坝和左岸非溢流坝段之间布置2孔冲沙闸，孔口尺寸为4m4m，冲沙闸兼有泄洪作用，冲沙闸段宽16.00m，其上、下游设导墙与溢流坝隔开。下游导墙隔断下泄水流使出流平顺，不致于形成折冲水流。左岸电站取水口布置在拦河坝的上游约40m处，靠岸布置。取水口进口采用扩大式布置，由隔墩分成三孔，三孔为连通式潜孔布置，设计流量145.5m3/s，取水口段总长25.0m。拦河坝坝基为砂岩基础，坝基渗流控制采用上游水平铺盖结合垂直防渗、下游排水降压的渗流控制措施。上游铺盖长度3m，垂
18、直防渗采用水泥灌浆防渗帷幕，帷幕最大深度15m，厚0.6m。为了防止水中过多泥沙进入引水隧洞，减少隧洞淤积和对水轮机的磨损，取水口底板顶高程比冲沙闸底板高3.5m，并在冲砂闸前设导砂砍。电站取水口主要由进口拦污栅、喇叭口、事故闸门、通气孔、启闭机房及翼墙等几部分组成。取水口底板顶高程为341.00m，喇叭口后接有工作闸门，孔口尺寸为7.0m7.0m（宽高），工作闸门后接有长度为8m长的渐变段与下游引水隧洞连接。引水系统包括引水隧洞、调压井、压力钢管等。，隧洞采用圆形断面。隧洞内径7.0m，采用全断面钢筋混凝土衬砌方式。调压井为阻抗式，钢筋混凝土衬砌，位于厂房上游山腰位置，平台高程395.00m
19、。调压井为圆形断面，内径18.00m，衬砌厚度1.50m。调压井平台设有公路与大坝和电站厂区连接。调压井下游接压力管道，从调压井引水到电站厂房，为有压隧洞，洞线方向与引水隧洞相同；管道进口为31m平洞，后经1个竖向转弯接60斜井，下部经第2个竖向转弯接平洞，两个转弯半径均为25m，转角各60，进电站厂房前总管分为对称的3根支管分别通向3台水轮发电机组。压力管道总管内径6.60m，采用钢衬外包混凝土的衬砌方式，回填混凝土厚度为0.6m，钢衬厚度为1622mm，总长约650.0m；支管内径3.40m，为明钢管，设置混凝土镇墩。电站厂房及附属设施位于刚果河左岸，距上游印基西河河河口约1.6km。厂区
20、地坪高程223.80m，电站采用正向进水、正向出水方式，为地面式厂房。主厂房内安装3台水轮机和发电机组。主厂房尺寸为66.0025.5038.80m（长宽高），其中机组段宽46.00m，安装间宽20.00m；主厂房上游侧设副厂房，副厂房尺寸为66.0010.0022.70m。厂房下游侧设尾水渠通向刚果河。主变压器位于厂房上游侧，距厂房2.0m；生活区布置在ZONGO电站营地，不单独设生活区。开关站布置在厂房右侧，地坪高程250.00m。厂区右侧设公路通往水库大坝及营地。1.6 水力机械、电气及金属结构 1.6.1 水力机械ZONGO II水电站初选水轮机型式为立式混流机组，电站装机容量150M
21、W，共装机3台，单机容量50MW。电站机组发电机转子连轴重量约为135t，起重设备采用一台160/50t单小车桥式起重机，桥机跨度为19m。1.6.2 电工一次电站发电机组额定电压10.5kV，额定电流3235A，额定功率因数0.85，年发电量约6.9亿kW.h，年利用小时约为4600h，电站在系统中将担任基荷运行。ZONGO II水电站接入系统方案现阶段暂按220kV级电压双回架空线接入距本电站约70公里的Kingatokob变电站考虑。电站电气接线升高电压侧初选采用单母线分段带旁路的接线形式、配电装置采用户外敞开式的设计方案。1.6.3 电工二次与通信计算机监控系统的计算机主机、工程师工作
22、站、通信服务器、等布置在电站计算机室，操作员工作站、打印机、模拟屏布置在电站中央控制室，配置发电机、变压器保护、线路保护和母线保护以及站用变保护，保护装置采用微机型保护装置。ZONGO II水电站采用计算机监控系统进行电站的监测和控制。计算机监控系统由电站主控级和现地控制级组成，采用 100Mb光纤以太网，通讯规约符合TCPIP标准。初拟接入系统通信采用利用OPGW光缆的光纤通信和电力线载波通信方式接入方式。1.6.4 金属结构电站金属结构主要分布于枢纽冲沙闸、电站取水口、调压井及电站尾水等四个部位。首部取水枢纽布置有泄洪冲沙闸和电站取水口。泄洪冲沙闸设置2孔工作闸门；冲沙闸每孔设一套44-2
23、3.69m平板定轮工作闸门，共两套。工作闸门上游侧设一套平面滑动检修闸门，用于检修工作闸门和门槽，闸门尺寸为44-23.69m。取水口进口采用扩大式布置，由隔墩分成三孔，三孔为连通式潜孔布置，取水口进口每孔设一套倾斜布置的4.511-4m（宽高-设计水压差或设计水头，下同）固定式拦污栅，共3套。三孔连通式布置的取水口进口紧接进入一条洞径7m的引水隧洞，在引水隧洞进口设一扇77-20.19m定轮事故闸门，用于隧洞出现事故后动水下门。在调压井后，压力钢管事故闸门尺寸为6.66.6-39.288m。进口处，设一套平板定轮事故闸门，用于压力钢管出现事故后，动水下门挡水。电站共三台机组，每台机组设一个尾
24、水孔。尾水孔共设一套尾水检修闸门，检修闸门尺寸为5.572.95-14m，三孔共用一套。该电站共设置平板钢闸门7套，拦污栅3套，固定卷扬机6台，移动式电动葫芦1台。总重约501吨。1.7施工组织设计主体工程工程量为：土石方开挖46.35万m3，混凝土浇筑7.09万m3，钢筋5971t，压力钢管2946t，锚杆424.9t，回填灌浆30682m2，固结灌浆31906m，接触灌浆13685m，帷幕灌浆1800m。工程为等工程，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，临时建筑物级别为5级，印基西河各频率洪水资料缺乏，将ZONGO电站引水流量145.5m3/s作为一、二期导流流量。坝址处山体较陡，
25、采用分期束窄河床导流方式。导流分二期进行，一期导流时段为第一个大旱季（5月中旬至9月底）；二期导流时段为第二个大旱季。厂区施工无需截断河流，只需在刚果河左岸修建尾水渠施工挡水围堰。一期导流利用束窄河床过流。导流流量时坝址断面水位为340m，在一期导流时段内施工的建筑物轮廓线均位于该水位以上，但冲沙闸底板底高程为337.5m，开挖轮廓线位于该水位以下，需填筑施工围堰。一期上、下游及纵向围堰均采用编织袋土围堰，考虑安全超高及风浪高度，堰顶高程取340.6m，顶宽2m，内外边坡1:1，堰长130m，最大堰高3.5m。一期围堰采用高喷防渗墙防渗。一期围堰主要工程量为：编织袋土858m3、高喷防渗墙99
26、0m。二期导流利用已建冲沙闸过流。冲沙闸闸孔尺寸为44m，共两孔。经计算，冲沙闸下泄导流流量时闸前水位为344.9m；导墙下游端河道水位340m。二期上、下游横向围堰采用堆石围堰，纵向围堰由冲沙闸右边墩及上、下游混凝土导墙组成。堆石料为首部枢纽石方开挖弃渣。二期导流上游水位344.9m，上游围堰堰顶高程取345.5m，顶宽4.5m，内外边坡1:1.5，堰长55m，最大堰高12.0m。二期导流下游水位340m，下游围堰堰顶高程取340.6m，顶宽4.5m，内外边坡1:1.5，堰长45m，最大堰高8.0m。作为纵向围堰的上、下游导墙上下游端顶高程分别与上、下游横向围堰一致，顶宽1.0m，上游导墙长
27、50m，下游导墙长10m。上、下游导墙分别插入上、下游横向围堰2m。二期围堰采用高喷防渗墙防渗。二期围堰主要工程量为：铅丝笼块石250m3、堆石11454m3、高喷防渗墙1612m、混凝土267m3、钢筋16t。引水隧洞长2780m，是整个工程控制进度的关键工程。工程共划分三个施工工区，即首部引水枢纽工区；支01工区和电站厂房工区。工程总工期3年，其中施工准备期3个月，主体工程施工期30个月，工程尾工3个月。工程高峰人数为1150人；土方开挖高峰强度为1.12万m3/月；石方明挖高峰强度为2.50万m3/月；石方洞挖高峰强度为1.36万m3/月；混凝土浇筑高峰强度为0.79万m3/月。1.8
28、水库淹没及工程永久占地根据工程实施前后不同水位变化情况，ZONGO II水库淹没范围内共占用土地8.0公顷。包括水面及河滩面积，电站建设淹没土地中包括荒草地及水面，其中荒草地占50%，水面占50%。淹没范围内有零星乔木，但无居民居住，库区无专项设施等其它淹没对象,库区没有淹没耕地和居民点的问题。工程永久占地包括水坝主体工程占地、附属建筑物占地及工程管理范围占地等，根据工程布置工程永久占地面积为11.0公顷，土地占用的类型中以荒草地最多，个别为开垦土地，其中荒草地占总占地面积约80%。本工程没有移民安置问题，水库淹没补偿及工程占地补偿等均由刚果（金）政府负责处理。1.9 环境保护及水土保持设计电站所处地区为多民族聚居区，自然资源丰富，生态环境较好，民族风情与优美的自然景观，使该地区旅游开发潜力很大，随着开发和建设、交通改善，加上该地区丰富多彩的人文环境，必将大大促进该地区旅游业的发展。水电站的开发建设以电代柴，减少对森林的砍伐，取得了保护森林、保持水土的功效，对于维护区域生态平衡具有积极的作用。工程建设所涉及的区域没有文物、矿产、自然保护区以及珍稀动植物栖息地和特殊生态环境等重要生态系统及社会关注的敏感区域。在基坑开挖、石料场开采等施工爆破区域应采取湿式作业法，喷洒水雾减少扬尘。在工程施工中，机械
