Недавно московскому водопроводу исполнилось 212 лет. Все эти годы водопровод непрерывно развивался преодолев путь от крохотной кирпичной галереи до современной огромной сети водоснабжения Москвы, которая раскинулась на несколько регионов. Сегодня я расскажу про один из самых интересных с точки зрения инженерной истории этапов развития водопровода на рубеже 19-20 веков, когда технологии менялись с огромной скоростью, паровые двигатели соседствовали с электромоторами, а футы с аршинами, дюймами и саженями.
Я уже обзорно рассказывал про общую историю московского водопровода (
часть 1,
часть 2), поэтому тут дам лишь самое краткое описание, а подробности можно почитать по ссылкам.
Первый общегородской водопровод в Москве был запущен в 1804 году и был полностью самотечным - вода текла по
кирпичным галереям.
Начинался он в районе нынешних Мытищ, около верховий Яузы, из естественных ключей, которые давали чистую воду. Производительность этого водопровода была примерно 200 000 ведер в сутки (объем воды в водопроводе и канализации Москвы измерялся в ведрах до 50х годов 20 века, одно ведро равняется 12-ти литрам). Ввиду конструктивных недостатков, полноценно этот водопровод никогда не работал - большая часть чистой воды терялась через трещины галереи по пути в Москву, зато вместо нее в галерею проникала грязная грунтовая вода, преимущественно из района Сокольников. Некоторое время галерею латали, но в 1820х годах ее самую ветхую часть продублировали чугунной трубой диаметром 20 дюймов, а в 1850х она была продублирована полностью от Мытищ до центра Москвы. Так появился второй мытищинский водопровод с производительностью около 500 000 ведер в сутки. Однако, к концу 19 века производительности и этого водопровода перестало хватать - Москва быстро росла, воды требовалось все больше и больше. И тогда было принято решение построить третий мытищинский водопровод фактически с нуля. Про него сегодня и пойдет речь.
Устройством третьего мытищинского водопровода занялся
Зимин Николай Петрович. Работы были разделены на несколько этапов, растянувшихся более чем на десять лет. Первый строительный период проходил в 1890-1893 годах, второй в 1897-1906 годах. А в 1908 году за авторством Зимина была выпущена следующая книга:
С большим удивлением было обнаружено, что скан этой книги сделан компанией Google, а один из экземпляров хранится в Гарварде.
Далее я буду давать множество выдержек из этой книги, т.к. на мой взгляд она крайне интересна с инженерной точки зрения, позволяя ощутить дух того времени. Целиком книжку можно скачать по
сслыке.
Итак, к концу 19го века воды второго мытищинского водопровода перестало хватать и было принято решение построить третий водопровод с производительностью 1 500 000 ведер в сутки. Водопровод состоял из нескольких ключевых сооружений.
Голубым цветом на карте обозначена водоподъемная станция в Мытищах, где собственно и происходил забор артезианской воды. Зеленым показана Алексеевская водокачка и Алексеевский запасной резервуар. Красным кружком обозначено место где находились Крестовские водонапорные башни, а красной линией сама линия водопровода. Кроме этого в центре города была проложена протяженная сеть водопроводных труб.
Водопроводная станция в Мытищах
Изначально вода в Мытищах появилась можно сказать сама. Из под земли били ключи с чистой водой. При строительстве первого самотечного водопровода эти ключи просто обустроили - построили кирпичные бассейны и проложили от них трубы к кирпичной галерее.
Однако, производительность естественных ключей была не высока. Также небольшой была и пропускная способность самотечной галереи. Для повышения производительности в конце 19 века было решено пробурить скважины и выкачивать воду из под земли с помощью паровых машин. Эти же машины должны были подавать воду в две напорные трубы диаметром 24 дюйма, идущие в город.
Для реализации проекта на территории будущей станции был пробурен ряд скважин, которые были соединены одной общей трубой, подключенной к паровым машинам установленных в машинном здании. Пар в машины подавался от паровых котлов установленных в том же здании и питавшихся нефтью из специальных резервуаров.
Машинное здание первого этапа строительства в наши дни:
И в 19 веке:
Внимательный читатель заметит, что здание достраивалось. Это свойственно практически всем сооружениям московского водопровода.
А вот и один сохранившийся (из двух) нефтяной бак из клепанной листовой стали. Сейчас используется как склад.
Нефть возили лошадями:
В 1892-1893 годах водопровод был запущен в эксплуатацию, но уже на тот момент его производительности не хватало - Москве требовалось почти в два с половиной раза больше воды - 3 500 000 ведер в сутки, поэтому станцию решили расширять, построив второе машинное здание и установив дополнительные паровые машины с насосами. Однако тут встала большая проблема. Дело в том, что принудительное откачивание воды из скважин приводило к тому, что уровень грунтовых вод понижался, что в свою очередь приводило к тому, что старые паровые машины просто не смогли бы откачивать воду с необходимой глубины. Для решения этой проблемы пришлось бы устанавливать новые машины с большим заглублением, а старые переносить ниже, что повлекло бы за собой колоссальные расходы. Кроме того, необходимо было построить вдоль скважин на глубине тоннель, в котором бы проходили все трубы, что тоже не сказывалось положительно на сложности и стоимости строительства.
Однако, решение проблемы подкралось с неожиданной стороны. К тому времени электрические моторы уже активно внедрялись в производство. Было решено попробовать использовать насосы погружаемые в скважину с приводом от электромотора, для откачки воды. Было заказано несколько разных типов насосов. Первые эксперименты оказались неудачными. В них использовались насосы поршневого типа. Из-за сильных вибраций они были подвержены быстрому износу, кроме того вибрации приводили к тому, что из окружающих грунтов в скважине выбивались мелкие частицы, которые делали воду мутной и еще больше увеличивали износ насоса. Однако, затем были опробованы центробежные насосы, которые показали очень хорошие результаты и в результате было принято их и использовать.
Применение отдельных насосов на каждой скважине очень сильно упрощало всю систему. Во-первых отпала необходимость углубления паровых машин. Во-вторых отпала необходимость в строительстве подземной галереи с множеством ответвлений к скважинам:
В-третьих появилась возможность разнести скважины на большее расстояние, т.к. теперь к ним требовалось тянуть лишь электрические провода и напорные трубы на небольшой глубине, что было существенно проще чем поддерживать единую всасывающую систему.
Так как уровень грунтовых вод понижался, то был пробурен новый ряд скважин на бОльшую глубину и бОльшего диаметра, чем первые. Заметьте, в инженерном документе тех годов вполне себе упоминается термин "дыры", вместо отверстий, а в еще одном месте они мило названы "дырочками" :)
Над каждой скважиной устанавливался деревянный сруб, в котором располагался мотор приводящий в движение насос опущенный в скважину.
Питание насосов осуществлялось по воздушной линии:
Несколько срубов сохранилось и до наших дней:
Однако для питания насосов требовалось электричество. Разумеется в те годы ни о какой электрификации в Мытищах и речи не шло, поэтому на станции было построено отдельное здание электростанции. Там были установлены пародинамы, которые использовали пар от тех же котлов, что и паровые машины. Электростанция в наши дни:
А вот, что писал об устройстве электростанции Зимин:
Очень интересно читать термины тех времен: "катающаяся балка", "50 периодов в одну секунду", "распределительная доска" и т.п. В более ранних документах я встречал термин "огненные машины", применительно к паровым. Пройдут годы и появятся современные термины, ГОСТы и стандарты, но тогда было вот так.
Отдельно и во всех подробностях рассмотрены паровые машины. Как я уже говорил выше, располагались они в машинных залах. Паровая часть машины находилась на уровне земли, насосная же находилась в специальной шахте под зданием.
Диаметр маховика составлял 6 метров.
А вот так машины выглядели в реальности:
Стимпанк :)
Новое машинное здание (впрочем практически идентичное старому) сохранилось до наших дней:
Архитектором большинства сооружений третьего мытищинского водопровода стал
Геппенер Максим Карлович, он же был архитектором множества других промышленных и не только зданий в Москве.
На кирпиче можно заметить клеймо
заводчика Ивана Павловича Воронина:
А вот паровых машин внутри здания, увы, не сохранилось. Впрочем там все равно интересно!
В центральной части ныне почти пустого зала можно увидеть круглый проем:
Заглянув туда можно обнаружить металлическую винтовую лесенку:
А спустившись - попасть в подземную шахту под зданием, где раньше располагалась насосная часть паровой машины. К сожалению она также не сохранилась и ныне лесенка является пожалуй самым красивым элементом помещения :)
Лесенке этой уже больше ста лет и она упоминается в книге Зимина:
Отдельного упоминание заслуживает процесс выбора и тестирования паровой машины. На тот момет многие заводы предлагали свои машины и было из чего выбирать:
После установки машины она была протестирована, а параметры работы тщательно замерены:
В результате всех проведенных работ была достигнута необходимая производительность:
Получилось это ценой опускания уровня грунтовых вод почти на 12 метров.
На этой карте показан план станции на конец второго этапа работ. Г-образные здания построены зеркально - это новое и старое машинное здание. Здание чуть ниже между ними - электрическая станция. Два круга слева - нефтяные баки. Сверху видно два ряда скважин - нижний старый, отключенный, верхний - новый.
Современный вид машинных зданий и электростанции:
Также была построена новая дымовая труба и проложена дорога к станции:
Кроме забавных по современным меркам технических терминов, документ впечатляет количеством разнообразных единиц измерений и их сочетаний. Тут и футы и фунты и сажени и пуды и дюймы и аршины и вершки и метры с миллиметрами и атмосферы, да что там вершки, есть даже дюймы ртутного столба!
Из документа следует, что разные работы выполняли разные подрядчики, видимо они и пользовались разными единицами измерения, которые не стали приводить к одному стандарту.
Новым паровым машинам не суждено было проработать долго. В 1924 году до станции добралась всеобщая электрификация. Паровые машины, котлы, местная электростанция и нефтяные баки - все это потеряло актуальность. Вместо паровых машин было установлено два электронасоса обеспечивающих производительность 2 100 000 ведер в сутки каждый. Тогда же на станции был установлен прекраснейший электрощит, доживший до наших дней:
Увы, сейчас в утилитарных сооружениях не принято делать всякие визуальные излишества, но тогда это было нормой:
Вероятно оригинальный амперметр:
Большинство приборов, конечно, давно заменены на относительно современные, хотя мраморная и деревянная основа щита осталась:
Стеклянные перекрытия над шахтой, где когда-то находилась часть паровой машины:
В этом же зале сохранился еще один интересный артефакт - вакуумный насос с электрическим приводом производства Сименс.
Установлен в 1920 году для удаления воздуха из всасывающей линии соединяющей скважины.
Алексеевская водокачка
Первая версия Алексеевской водокачки была построена в 20х года 19 века. Дело в том, что кирпичная галерея построенная при Екатерине была самотечной, из чего следовал очевидный ее недостаток - она должна была идти с постоянным уклоном вниз. До тогдашнего села Алексеевского галерея шла почти по прямой вдоль нынешнего Ярославского шоссе. Однако затем, чтобы попасть в центр города ей приходилось делать большой крюк через Сокольники. Но даже этот крюк был лишь частичным решением проблемы, так как в Сокольниках галерею пришлось вести на глубине около 18 метров, что даже по нынешним меркам является весьма приличной глубиной для прокладки коммуникаций. Этот же участок и стал наиболее проблемным - в 1823 году галерея рухнула и восстанавливать ее не стали. Вместо этого в Алексеевском поставили водокачку с двумя паровыми машинами мощностью по 24 л.с., а от водокачки уже по прямой проложили чугунную напорную трубу в центр города.
При строительстве третьего мытищинского водопровода водокачку полностью перестроили. Там установили более мощные паровые машины и построили резервуар для воды, являющийся резервным (запасным) на случай, если по каким-то причинам будет прекращена подача воды из Мытищ.
План новой водокачки:
Фотография машинного здания на момент постройки:
У подземного резервуара был построен красивейший наземный вестибюль:
Среди прочих зданий было построено административное здание, где жили и работали работники водокачки.
Среди них - главный инженер
Владимир Васильевич Ольденборгер. В его рабочем кабинете были установлены необычные часы. Кроме основного циферблата на них было три дополнительных.
Некоторое время назад я
загадывал загадку про эти часы. К сожалению так получилось, что в итоге я сам достоверно не знаю точного ответа, так как по разным источникам он отличается. По одной версии часы показывали давление в магистрали, по второй версии - расход воды. В целом вторая версия выглядит гораздо более правдоподобной, так как на циферблатах имеются обозначения 0000 и 00, таким образом все вместе они образуют многоразрядный счетчик.
Исторически сложилось, что на территории водокачки обосновался завод Водоприбор, который производил всевозможную арматуру для труб и сами трубы.
Завод дожил до наших дней, фотография сделана несколько лет назад:
Но, судьба как завода, так и самой территории Алексеевской водокачки оказалась не столь радужной. Несколько лет назад завод вынужден был перебраться в Калужскую область, а у территории появился новый собственник. Были большие опасения, что красивейшие исторические здания, сохранившиеся до наших дней могут снести и построить жилье. Но, к счастью, буквально несколько месяцев назад все исторические здания признали памятником архитектуры, что дает хоть какой-то шанс, на то, что они сохранятся. На остальной же части территории будет построен очередной жилой комплекс.
Крестовские башни
От Алексеевской водокачки трубы шли до Крестовских башен, которые находились на нынешней рижской площади.
В верхней части башен располагались большие резервуары для воды, а под ними - жилые и рабочие помещения.
При строительстве башен предполагалось, что резервуары будут играть роль регулирующих, в то время как Алексеевский резервуар будет играть роль запасного. Таким образом расход в трубах от Мытищинской станции до башен был постоянным в течение суток, в то время как уровень воды в башнях компенсировал суточные колебания расхода воды городом. Однако, после второго этапа строительства третьего водопровода было принято расширить Алексеевский резервуар и сделать его регулирующим, также регулируя и мощность паровых машин, в то время как Крестовские башни сделать исключительно запасными.
К сожалению судьба башен сложилась крайне печально. В 1940 году их снесли в угоду расширения Ярославского шоссе.
Все что осталось после сноса:
Водопроводные сети
Магистраль от Мытищ до центра Москвы представляла собой две 24-х дюймовые чугунные трубы. Пожалуй единственный интересный момент, который можно упомянуть про эту магистраль - то, что она прошла по Ростокинскому акведуку через Яузу, который изначально был построен еще в 18 веке во времена Екатерины для самотечной галереи.
Кстати, акведук этот сохранился и до наших дней, о чем знает на удивление мало москвичей, не считая тех, кто проживает рядом.
В советские годы его также использовали для прокладки коммуникаций, но на этот раз это была теплосеть. Сам акведук был накрыт бетонными плитами и к началу нулевых находился в ужасном состоянии. Однако, несколько лет назад его отреставрировали и даже иногда пускают погулять, но лишь на короткое время и по выходным.
До строительства третьего мытищинского водопровода воду москвичи забирали из фонтанов, которые в те времена служили этой утилитарной цели. Разумеется таскать воду от фонтанов было неудобно, поэтому в городе процветал труд водовозов.
Затем, с опозданием почти в 100 лет от водопровода, в Москве наконец-то появилась централизованная канализация. Вместе с ней в город пришла и централизованная водопроводная сеть. Трубы протянулись практически под каждой улицей в пределах садового кольца.
Для этого пришлось среди прочего в нескольких местах прокладывать трубы через реку. Где-то трубы пускали по мостам, но где-то делали и подводные дюкеры. На фото трубы перед опусканием на дно реки.
Надо сказать, что водопроводная сеть носила и до сих пор носит еще одну очень важную задачу - противопожарную. Именно в те времена в Москве появились пожарные гидранты, конструкция которых почти в неизменном виде используется почти на всем постсоветском пространстве по сей день. А изобретателем этого типа пожарного гидранта
стал Зимин.
Судьба Мытищинского водопровода
Окончательная судьба Мытищинского водопровода сложилась довольно печально. После резкого взлета, последовало почти такое же резкое падение. И причиной тому стало несколько факторов. Москва продолжала расти бешеными темпами, в городе появилась централизованная канализация. Это привело к тому, что даже увеличенной производительности станции не хватало для водоснабжения города. На пике своего развития станция производила около 4 200 000 ведер воды в сутки или переводя в современные единицы - около 350 тысяч кубометров воды в сутки. По современным меркам это совсем небольшой объем - сейчас Москва потребляет порядка 4 миллионов кубометров воды в сутки. Кроме того, стремление выкачать все больше и больше воды из земли привело к тому, что качество воды сильно упало. Она стала мутной, в трубах стал откладываться осадок.
Уже к концу 19го века стало ясно, что питать растущий город только за счет подземных источников просто не получится. Были произведены эксперименты по бурению новых скважин в разных районах, но они не давали необходимого количества качественной воды даже в первом приближении. В результате было принято решение строить станции очистки поверхностных, т.е. речных вод. Первой такой станцией стала
Рублевская, запущенная в 1902 году. А в 30х годах была построена огромная гидросистема из множества рек, водохранилищ, шлюзов и перекачивающих станций для питания Москвы водой - в город пришла волжская вода по каналу имени Москвы.
Что же до Мытищинского водопровода, то он перестал подавать воду в Москву в середине 20 века. Сейчас Мытищинская станция обеспечивает водой только Мытищи и окрестности, при этом вода на станцию поступает по трубам из Москвы, развернувшись на 180 градусов. От старинных водозаборных бассейнов остались лишь ямы, а местность вокруг станции сейчас очень сильно заболочена из-за подъема уровня реки Яузы "благодаря" предприятию ниже по течению.
Николай Петрович Зимин скончался в 1909 году, через год после публикации книги процитированной многократно выше.
Огромное спасибо пресс-службе АО Мосводоканал за организацию экскурсии на Мытищинскую водопроводную станцию и Алексеевкую водокачку.
Все материалы получены из открытых источников.
Другие мои статьи про канализацию и водопровод:
●
Центральная канализационная насосная станция Москвы●
Интернет через канализацию●
Загородный канал●
Прочистка и инспекция канализационных труб●
Курьяновские очистные сооружения●
Люберецкие очистные сооружения - как очищают сточные воды Москвы и борются с запахами●
Рублевская станция водоподготовки●
Рублевский гидроузел и водозаборная станция●
Западная станция водоподготовки●
Юго-Западная водопроводная станция Москвы● История московского водопровода
часть 1,
часть 2●
Екатерининский водопровод - подземная галерея