Впервые система водосбора с помощью неглубоких до (20–50 метров) трубчатых колодцев нашла свое применение в американском Бруклине. Колодцы бурили группами перпендикулярно течению грунтового потока, направление которого определялось так: на поверхности водоносного слоя размечали равносторонний треугольник с длиной каждой из сторон от 50 до 100 метров, затем в каждом из трех углов бурили скважину равной глубины. Замеры уровня воды и указывали направление грунтового потока. Схема работы системы довольно проста: в каждый колодец опускалась труба с таким расчетом, чтобы между ее нижним концом и дном оставалось расстояние примерно в один метр. На поверхности труба соединялась с другой трубой, по ней вода шла к водосборному колодцу, оттуда — с помощью насосов в трубопровод.
«Но как не поражает этот способ, — продолжают авторы проекта, — впервые внедренный в Америке, своею оригинальною простотою, тем не менее, для применимости его к данным местным условиям до сих пор не имелось теоретических указаний, которые позволили бы без дорогостоящего опыта решить вопрос о размерах сооружения. Проект решает эту задачу в положительном смысле. Посредством измерений количества воды в реке и с помощью небольшой пробной откачки открывается полная возможность точно определить положение и размеры Бруклинской системы водосборов».
Исследования на местности в 1887–1888 годах показали, что возможности Мытищ не безграничны, а чтобы увеличить объем водопроводной воды до 3,5 миллиона ведер в сутки, требуется освоить весь бассейн Яузы, в частности, в районе сел Леоново и Богородское. Именно с сооружения водокачек в этих селах, а также со строительства главного водоподъемного здания в Сокольниках и должно было начаться осуществление проекта Шухова и его коллег, что на первом этапе позволило бы получить 2 миллиона ведер воды в сутки. Для увеличения объема воды до 3,5 миллиона ведер в сутки на втором этапе работ подразумевалось проложить новый водопровод от Мытищ трубами в 24 дюйма и развить городскую водопроводную сеть с помощью труб малого диаметра. Эти меры позволили бы увеличить объем водопроводной воды до нужного объема. На заключительном этапе должен был быть выстроен контррезервуар с магистралью за Калужской заставой, что обеспечило бы бесперебойное водоснабжение юга Москвы и окончательно на долгие годы решило проблемы чистой воды для москвичей. Стоимость всего проекта была оценена без малого в пять миллионов рублей.
А главной научной заслугой Шухова, Кнорре и Лембке шилась та самая теория подпочвенных вод — первый в России столь серьезный научный вклад в важнейшую область водоснабжения, позволяющий использовать достигнутые наработки на практике в других городах страны с учетом местной специфики. Приведенные в проекте математические формулы позволяли рассчитать оптимальный с точки зрения экономичности размер водопроводных труб. Летом 1888 года «Проект московского водоснабжения» был отправлен в высокие инстанции — в Министерство путей сообщения, где после дополнительных проверок и согласований был утвержден в феврале следующего года. Однако не один лишь Шухов с Кнорре и Лембке занимались проектированием водопровода. В это время в газетах развернулась дискуссия вокруг проекта Шухова и его коллег{132}. Профессор А. И. Предтеченский, инженеры К. А. Есипов, В. А. Титов указывали на найденные в проекте недостатки, Шухов парировал их доводы, доказав их несостоятельность. Такого накала спор о водопроводе возник по той причине, что слишком большие средства находились на кону. Конкуренты из противоборствующего лагеря не гнушались ничем, даже откровенной подтасовкой фактов{133}.
Хорошо знакомый Шухову инженер Николай Петрович Зимин, «золотой» выпускник Императорского технического училища 1873 года, также посвятил водопроводу всю свою жизнь и не раз предлагал свои варианты доставки питьевой воды в Первопрестольную. Именно проект Зимина и его коллег А. П. Забаева и К. П. Дункера и был выбран специально образованной комиссией как единственно выгодный для Москвы. Причина прозаична — по подсчетам Зимина, его водопровод обошелся бы Москве почти на миллион дешевле. По другим источникам, причиной предпочтения, отданного Зимину, стали якобы дополнительные исследования в бассейне Яузы, не подтвердившие возможность увеличения объема чистой воды за счет ее бассейна.
Вот как описан открытый к концу 1892 года новый водопровод Зимина в «Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона»:
«Вновь устроенное для первой очереди водоснабжение из Мытищинских источников, в количестве 1 1/2 млн вед. в сутки, заключается в ряде водосборных колодцев Бруклинской системы, заложенных в Мытищах, близ берега р. Яузы, которые соединяются при посредстве общей всасывающей трубы с насосами, установленными в устроенном при водосборах машинном здании. От этого здания проложен водовод до промежуточной водоподъемной станции, устроенной близ с. Алексеевского, рядом с водокачкой старого водопровода. Притекающая к Алексеевской водоподъемной станции вода поступает сначала в подземный запасной резервуар, вместимостью в 300 000 вед., а из последнего, при посредстве машин, помещенных в новом водоподъемном здании Алексеевской станции, вода нагнетается в дальнейшую часть водопровода от этой станции до города. В конце водовода, у Крестовской заставы, построены две водонапорные башни. Общий объем резервуаров, помещенных в верхнем этаже каждой башни, 300 000 вед., представляет запас воды, достаточный для удовлетворения усиленного ее расхода в часы дня, когда потребление воды из городской сети превышает равномерный приток ее по водоводу. При проектировании московской городской сети приняты в основание нижеследующие условия: а) способность сети пропускать в течение 9 часов наибольшего разбора из нее воды половину всего суточного потребления; б) приток воды к пожарным кранам, размещенным в среднем в расстоянии 50 саж. один от другого, в количестве, достаточном для одновременного действия группы из четырех ближайших к месту пожара кранов, при расходовании каждым из них до 50 вед. в минуту; в) одновременное действие для тушения пожаров трех вышесказанных групп пожарных кранов и г) свободный напор в трубах во всех пунктах водопроводной сети не менее 10 сажен».
Уже вскоре стало ясно: отвергнув проект Шухова и его коллег, временная комиссия по надзору за устройством нового водопровода в Москве под председательством Ивана Федоровича Рерберга ошиблась. И дело было не только в том, что реальная стоимость водопровода Зимина превысила заявленную ранее и составила 5 миллионов 882 тысячи рублей, как писал еще один видный инженер-водопроводчик К. П. Карельских. Это оказалось не только существенно выше стоимости Шухова, но и вышло за пределы взятого кредита в 5,5 миллиона рублей. Хорошо еще, что на Крестовские водонапорные башни городской голова Алексеев выделил свои кровные деньги.
Эти башни были предусмотрены как раз проектом Шухова в той его части, где говорилось, в частности, о строительстве резервуаров у Крестовской заставы, но они оказались вдвое меньше по объему: 150 тысяч ведер вместо 330 тысяч. Крестовские водонапорные башни (1890–1893 годы, спроектированы архитектором М. К. Геппенером) имели диаметр 25 метров и высоту 40 метров и покоились на фундаменте глубиной 4 метра и диаметром 30 метров. Башни имели шесть этажей, пять из которых были отведены под технические службы и жилье, а шестой — под резервуары высотой 6 метров и диаметром почти 20 метров и более чем 2 тонны весом каждый (учитывая воду). Работая над конструкциями башен, Шухов не мог не обратить внимания на явное несовершенство строящихся сооружений подобного типа в России. Чтобы удержать огромный вес резервуаров, самой башне требовалось немало сил: внутри ее были возведены кольцевые стены восьмиметрового диаметра, а также восемь внутренних стен-перегородок, служащих подпорками для подрезервуарных клепаных балок. Не случайно уже через несколько лет Шухов предложит заменить устаревшие конструкции башен на новые, гиперболоидные. Опыт проектирования Московского водопровода послужит своеобразным трамплином для Шухова в дальнейшем его новаторстве в области работы с металлом. Ну а Крестовские водонапорные башни снесли в 1939 году во время прокладки нового Ярославского шоссе.
