Введение

Схема управления водными ресурсами

Схема регулирования реки Ди – это система балансировки стока и управления качеством воды вдоль реки Ди, управляемая консорциумом из трех крупнейших водоснабжающих компаний, имеющих лицензию на забор воды из реки: United Utilities, Welsh Water и Severn Trent Water, а также регулирующим органом Natural Resources Wales.

Потребность в воде

Потребность в воде в северо-западной Англии, включая Ливерпуль и Уиррал, значительно превышает местные запасы чистой воды. Река Ди в основном протекает по Северному Уэльсу, затем через Честер в Англии, а после возвращается в Уэльс по искусственному каналу, созданному для отвоевания земли у устья реки Ди. Ди – самая крупная относительно чистая река, сохранившаяся вблизи северо-западной городской агломерации, и без воды из Ди большая часть Ливерпуля осталась бы без водоснабжения, если бы не была проведена реабилитация местных рек, таких как Мерси. Однако естественного стока реки Ди в течение большинства лет недостаточно для обеспечения значительных заборов воды. Для решения этой проблемы была создана серия водохранилищ, которые накапливают избыток воды зимой и выпускают её обратно в реку Ди в более сухие месяцы. Это принцип регулирования минимального стока. Этот принцип был использован Томасом Телфордом в начале XIX века для гарантированного обеспечения водой Эльсмирского канала. Телфорд построил шлюзы у выхода из озера Бала для контроля стока вниз по течению, чтобы на канале, начинающемся у водопада «Подкова», всегда хватало воды. Река Ди также использовалась для прямого питьевого водоснабжения, для чего был построен водохранилище Алвен в 1920-х годах для обеспечения водой города Биркенхед. В эпоху промышленной революции многие реки в промышленных районах стали слишком загрязнены сточными водами, чтобы их можно было использовать для водоснабжения. Однако Ди оставалась чистой, с относительно небольшим количеством загрязняющих стоков в бассейне реки Ди выше по течению от Честера. В результате город Честер смог осуществлять прямой забор воды из реки Ди с момента основания первой водопроводной компании Честера в 1826 году. В 1996 году был выполнен и опубликован проект по оценке давления и возможностей для забора воды из реки Ди. Одним из результатов этого отчета стала разработка и внедрение водоохранной зоны реки Ди.

Модель потока

Для более эффективного управления стоком и значительным отбором воды из реки, Ланкастерский университет и Руководящий комитет реки Ди разработали математическую модель для точного прогнозирования времени достижения любым выбросом загрязняющих веществ основных точек водозабора на реке. Основные данные о расходе реки были получены из долгосрочных данных, собранных на гидрологической станции Манли-Холл, расположенной непосредственно выше длинного, почти плоского, извилистого участка русла реки. Время прохождения воды по этому участку может составлять несколько дней при низком уровне воды. Дополнительные данные поступали с датчиков ниже крупных водохранилищ и со шлюзов озера Бала. Благодаря частому обновлению данных, а также включению информации о реальных инцидентах и данных в реальном времени со станции Манли-Холл, стало возможным прогнозировать время прибытия загрязняющих веществ в любую точку ниже по течению от Манли-Холл с точностью до нескольких минут при низком уровне воды.

Бала

В конце 1950-х годов была разработана схема озера Бала с целью увеличения объема воды, доступной для забора в реке Ди. Первоначальные шлюзы Тельфорда были выведены из эксплуатации, а естественный сток озера был понижен. Новые шлюзы были построены ниже по течению от места слияния с Афоном Трюверин, расположенного недалеко от выхода из озера. Это позволило создать запас в 18 миллионов кубических метров воды в озере Бала, которой можно управлять и использовать в течение сезона для регулирования минимального расхода воды. Это обеспечивает непрерывный забор воды из реки Ди шестью уполномоченными водоснабжающими организациями и Британским управлением внутренних водных путей в объеме 235 000 кубических метров в сутки. Дополнительным преимуществом стало снижение частоты и интенсивности наводнений ниже по течению от Бала, поскольку озеро Бала стало способно сдерживать пики зимних паводков.

Ллин Селин

По мере роста спроса на воду возникла необходимость увеличить объём хранения воды в реке Ди, и следующим этапом строительства стало создание водохранилища Llyn Celyn – нового регулирующего резервуара объёмом 81 000 000 кубических метров в водосборном бассейне озера Бала. Оно было завершено в 1965 году Ливерпульской корпорацией и спроектировано для работы в связке со схемой озера Бала. Это позволило увеличить забор воды из реки, а также обеспечить дополнительный объём для регулирования паводков. Летом это привело к утроению расхода воды в реке в период засухи на большей её части. Данное строительство вызвало огромные споры в своё время и остаётся политически острым вопросом и по сей день, поскольку для создания водохранилища потребовалось затопить долину Триверин, деревню Капель-Селин и двенадцать ферм. Местные жители рассматривали это как разрушение части валлийской культуры ради обеспечения Англии водой. Это вызвало множество разногласий, негодования и протестов. Чтобы смягчить некоторые экологические последствия проекта, часть накопленной воды была специально выделена для специальных сбросов, направленных на поддержку рыбного хозяйства, предоставление возможностей для отдыха (каякинга и рафтинга на реке Афон Трюэрин), а также для рассеивания загрязнений в случае их возникновения. В 1965 году в состав проекта также вошла гидроэлектростанция мощностью четыре мегаватта, расположенная у плотины.

Ллин Брениг

В 1973 году были получены дополнительные законодательные полномочия для строительства еще одного крупного регулирующего водохранилища в долине реки Брень – Ллин Брень. Это водохранилище было впервые наполнено в 1979 году, обеспечив дополнительный объем хранения. Это увеличило потенциал забора воды в нижнем течении реки почти до [значение отсутствует в оригинале]. К 2002 году разрешенные водозаборы перешли под управление трех государственных предприятий и British Waterways Board, с общим лицензированным объемом водозабора в [значение отсутствует в оригинале]. Кроме того, поддерживается минимальный расход воды в размере не менее 364 000 кубических метров в сутки у Честер-Вейра, за исключением самых экстремальных засух, что обеспечивает проход мигрирующей рыбы и ограничивает проникновение соленой воды у Честер-Вейра во время высоких приливов.

Правила эксплуатации

Правила эксплуатации текущей системы согласованы со всеми участниками и определяют условия, при которых осуществляется точное управление стоком. Ключевая точка измерения расположена в Манли-Холле, на посту гидрологических наблюдений возле Чирка. Это место было выбрано, поскольку оно находится на участке реки, где сток можно было легко измерить, и выше очень плоского участка, извилисто уходящего в Чешир. Действующие правила предусматривают, что при превышении определенного уровня стока вмешательство не требуется. На практике может производиться некоторая регулировка шлюзов Бала для увеличения запаса воды в Ллин-Селине, и, наоборот, сброс воды из Ллин-Селина для рекреационных или энергетических целей. Когда сток в Манли-Холле снижается до 10 м³/с, из озера Бала дополнительно выпускается вода. Если этого недостаточно, для поддержания стока в Манли-Холле используется вода из Ллин-Селина. В экстремальных ситуациях, когда стока из Ллин-Селина недостаточно для поддержания необходимого уровня, производится сброс воды из Ллин-Бренига. Могут возникать ситуации, когда даже этого недостаточно для поддержания стока, и в таких случаях действуют положения о засухе, которые постепенно снижают поддерживаемый сток в Манли-Холле. Общий эффект этого регулирования оказывает существенное влияние на гидрограф реки Ди. В засушливые годы гидрограф выравнивается до 10 м³/с, пока сохраняется сухая погода, как это было в 1990 году.

Управление качеством

Система регулирования реки Ди также управляет системой мониторинга и оповещения о качестве воды, включающей мониторинг качества в режиме реального времени широкого спектра химических параметров, дополненный ежедневным стационарным мониторингом с анализом, предоставляемым в почти реальном времени специализированной лабораторной службой. Результаты анализа ежедневно предоставляются четырем организациям-участницам. Для каждого критического параметра качества воды установлены пороговые значения оповещения и уровни реагирования, основанные на опыте прошлых лет. При превышении порогового значения оповещения всем участникам немедленно выдается оповещение (DEEPOL 1). По мере увеличения уровня загрязнения или приближения загрязненного участка к точке водозабора уровень DEEPOL повышается до DEEPOL 2 и, наконец, до DEEPOL 3, после чего затронутые водозаборы закрываются до восстановления нормативного качества воды в реке. Эта система управления качеством была разработана после серьезного загрязнения реки Ди фенолом в 1980-х годах, приведшего к подаче загрязненной воды в обширные районы Ливерпуля и Уиррала. Загрязнение исходной воды представляет собой более серьезную проблему для реки Ди, поскольку она обычно отличается исключительно высоким качеством, и в результате водозаборы осуществляются непосредственно из реки, а не через береговые накопительные резервуары, что более распространено при водозаборе из рек с менее стабильным качеством воды.

Водоохранная зона

Первая водоохранная зона была учреждена на реке Ди в 1999 году как инструмент для дальнейшей защиты качества воды в реке. Хотя нормативный акт был инициирован Агентством по охране окружающей среды, он был поддержан и одобрен представителями участников схемы регулирования реки Ди.