刚果(金)ZONGOⅡ水电站电阻率特征

魏树满,张剑平,张美多

(中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津 300222)

1 前 言

在电力系统中，为了工作和安全的需要，常需将电力系统及电气设备的某些部分与大地相连接，这就是接地。按其作用，可以分为工作接地、保护接地、防雷保护接地和防静电接地。接地电阻的值主要由接地电极的尺寸和岩土体的电阻率决定。因此，查明接地体周围的电阻率分布特征具有重要的工程意义。

笔者在国内的水电、风电及输电线路等工程中进行过大量的电阻率测试工作，但在刚果(金)ZONGOⅡ水电站的物探工作中发现了一些有别于国内的一般规律的电阻率特征，现做简要归纳，旨在为同行和设计人员提供参考。

2 工程简介

刚果(金)ZONGOⅡ水电站位于刚果(金)下刚果省，为低坝引水式水电站。拦河坝位于刚果河一级支流因基西(Inkisi)河上，距因基西河河口约4.4km；电站厂房布置于刚果河左岸滩地上，距上游因基西河河口约1.6km。工程位置上游距首都金沙萨公路里程约130km，下游距港口城市马塔迪约285km；拦河坝上游距上世纪60年代建成的ZONGOⅠ水电站厂房约1.4km。

ZONGOⅡ水电站坝址控制流域面积14 600km2，水电站设计水头125m，发电引水流量145.5m3/s，装机3台，单机容量50MW，总装机容量150MW，多年平均发电量约9.02亿kW·h。主要建筑物包括首部枢纽(含拦河坝、泄洪冲沙闸、电站取水口等)、引水隧洞、调压井、压力钢管、水电站厂房和开关站等，其中拦河坝最大坝高28.5m，坝顶长约115.5m。

3 工作方法与技术

为提交工程区内的电阻率参数，在坝址区、厂房区、因基西河、刚果河进行了电阻率测试；为探测地层结构，在坝址区、厂房区、引水隧洞展开了电测深及高密度电法。

对称四极电测深：选用测量电极距MN与供电极距AB为1/3的等比装置，最小供电极距(AB/2)min =0.15m，最大供电极距(AB/2)max =30m。

高密度电法：采用温纳尔装置。电极距2～5m，电极隔离系数为16。电极数60根，最大供电电压180V。

测试仪器使用国产WDA-1超级数字直流电法仪及其附属设备。

4 电阻率特征分析

4.1 河水电阻率

按设计要求，分别在因基西河、刚果河河水及坝址区泉水进行了电阻率测试。测试结果表明，因基西河水电阻率为170～180Ω·m，平均值为174Ω·m；刚果河水电阻率为317～359Ω·m，平均值为335Ω·m；坝址区泉水电阻率为180～183Ω·m，平均值为183Ω·m。

坝址区因基西河边的泉水电阻率略高于因基西河水电阻率，是符合一般性规律的。因基西河水电阻率低于刚果河水电阻率，同时水质分析试验结果表明，因基西河水的电导率为88μS/cm，刚果河水的电导率为21μS/cm。说明野外测试结果和室内试验结果是一致的，但此现象有悖于一般性规律。因为：(1)测试位置属刚果河的下游，且上游有金沙萨和布拉柴维尔等大城市，城市的生活用水及工业污水直接排入刚果河；(2)从表面看，因基西河水颜色呈土黄色，刚果河水颜色呈红褐色；(3)水质分析试验结果表明，因基西河水的悬浮物含量为8mg/L，浑浊度为4mgSiO2/L，刚果河水的悬浮物含量为16mg/L，浑浊度为9mgSiO2/L；(4)因基西河水的Na、K、Ca、Mg的离子含量为3.2～10.7mg/L，而刚果河水的Na、K、Ca、Mg的离子含量为1.5～4.7mg/L。

4.2 岩土体电阻率

坝址区、电站厂房区的对称四极电测深的ρs～AB多呈D型曲线(见图1)；高密度电法测试电阻率剖面也多具有由浅到深递增率降低的规律(见图2)。

电站厂房区电阻率测试结果表明：干燥松散沙一般为5 000～8 400Ω·m，平均值为6 766Ω·m，在刚果河边的沙层高密度电法测试的最大值达16 000Ω·m；冲洪积土2 500～4 000Ω·m，平均值为3 214Ω·m；基岩890～2 080Ω·m，平均值为1 296Ω·m。

图2 XW0线高密度测试电阻率剖面

5 结束语

本文仅就刚果(金)ZONGOⅡ水电站的电阻率特征进行了归纳，由于试验资料较少，而未能分析其成因。随着工程进展、工程项目的增加及试验资料的完善，我们将进一步关注刚果河流域的电阻率特征。