После ремонтных работ под руководством Н. И. Яниша устроение других фонтанов и дополнительных развязок водоводов продолжалось. Вода, стекавшая за излишком из фонтанов во время неразбора с 12 до 3-х часов дня и ночью в количестве до 10000 ведер от каждого фонтана, предназначалась для использования разными владельцами на особых условиях: Шереметьевский фонтан снабжал Сандуновские бани, Петровский – бани Челышова (на месте современного «Метрополя»); из Воскресенского фонтана вода подавалась в Кремлевский дворец, а из Варварского – в Воспитательный дом. Из Лубянского фонтана был устроен еще один подземный чугунный резервуар и от него проложен чугунный водовод по Никольской ул. и Ветошному пер., через Ильинку и Хрустальный пер. до церкви св. Варвары и далее в Зарядье, где был устроен последний фонтан. Все работы обошлись в 725 тысяч рублей».
Следующие ремонтные работы собирался возобновить новый директор Московских водопроводов инженер-полковник П. В. Максимов, но он скоропостижно скончался в 1853 году, а его планы и дело продолжил А. И. Дельвиг.[54] Он и занялся техническим переустройством водопровода, начиная с Мытищ: углубил водосборные колодцы, увеличил их количество и проложил вторую (самостоятельную) трассу из чугунных труб, частично используя некоторые участки галереи и ранее построенные акведуки. Им были устроены станции перекачки воды в селе Большие Мытищи, селе Алексеевском (реконструкция), у Крестовской заставы, на Сухаревской башне. Вода собиралась в рабочих и резервных бассейнах. На всех накопителях были установлены паровые машины с насосами и вода поднималась (нагнеталась) в водонапорные баки, откуда снова самотеком передавалась до следующей станции перекачки. Приток воды в Москву увеличился до 500000 ведер в сутки.
Кроме решения технических вопросов А. И. Дельвиг принял деятельное участие в реконструкции часовни над Громовым ключом. Еще в 1833 году его предшественники начали работы по переустройству ее по проекту П. В. Максимова. Были изготовлены и установлены памятные доски в честь Екатерины II и строителей водопровода.
Как пишет П. П. Кончаловский (По Московско-Ярославско-Архангельской железной дороге. – М.: 1897): «Над входной дверью часовни вделана мраморная доска с надписью: «На горах станут воды и от гласа твоего побегут (Псал. Р. Г. стих)». Внутри часовни небольшая каменная лестница опускается в вестибюль, за которым устроен бассейн, окруженный узкой галереей, отгороженной от него решеткой. На передней стене вестибюля внизу вделаны две металлические доски, надписи которых увековечивают как время основания, устройства и перестроек Мытищинского водопровода, так и имена строителей.
На нижней, более старой металлической доске, сделана следующая надпись: «Московский водопровод сооружен щедротами блаженныя и вечныя памяти достойныя государыни Императрицы Екатерины II по проекту инженер-генерала Баура 1779 года». На более поздней доске:
«Ключ сего бассейна по преданию народному, произведенный ударом грома, первый подал мысль к построению сего благодетельного для Москвы сооружения, бассейн чей вновь перестроен в царствование государя Императора Николая I при управляющем III округом Путей сообщения Генерал-майоре Янише, по проекту подполковника Максимова, поручиком бароном Дельвигом в 1833 году, нояб. 25».
В 1879 году, в год 100-летия со дня подписания указов императрицы о начале строительства водопровода, в часовне был совершен благодарственный молебен и отслужена панихида по «в Бозе почившей Императрице Екатерине II, по воле которой устроен Мытищинский водопровод». В основании купола часовни, в киоте, была установлена икона Живоносного Источника, принадлежавшая матери А. И. Дельвига (урожд. Волконской). Перед иконой была зажжена лампада и установлена памятная доска с надписью: «Лампада перед сим образом поставлена в память столетней годовщины основания Мытищинского водопровода 1779 года.
28 июля 1879 года».
Но и 500 000 ведер воды в сутки для Москвы было мало, поэтому изыскания водных запасов из мытищинских источников продолжались:
– 1870 год. Инженер Генох дает предложение в Московскую городскую Управу, что из мытищинских источников можно отбирать 9 300 000 ведер воды в сутки;
– 1878 год. Инженер Н. П. Зимин предлагает 10 000 000;
– 1880 год. Н. П. Зимин совместно с профессором Траутшольдом и инженером Зальбахом на основании новых изысканий вновь рекомендуют 10 000 000.
Для окончательного решения этого вопроса все предложения были рассмотрены в Петербурге Специальной комиссией ИРТО под председательством А. И. Дельвига. Комиссия не согласилась с результатами представленных изысканий и признала возможным отбирать из мытищинских источников только 15 000 00 ведер воды в сутки.
Эрлер машинного зала Мытищинской водокачки. 1890-е гг. (современный снимок автора)
Машинный зал Мытищинской водокачки. 1890-е гг.
Общий вид Мытищинской водокачки. 1890-е гг.
Алексеевская станция. Резервный накопитель воды. 1890-е гг.
Фонтан у резервного накопителя воды Алексеевской станции, выполнен на фирме VAL D'OSHE CH/LEBBURGC (1872 г., Париж) (современный снимок автора)
Административный корпус Алексеевской станции. 1890-е гг. Ныне завод «Мосводоприбор». (современный снимок автора)
Крестовские башни (станция перекачки воды). 1890 г.
В 1885 году инженеры Линдлей и Верстратен предложили свои услуги и высказались за то, что из Мытищ можно без ущерба и нарушения баланса водных запасов получить 2 400 000 ведер в сутки. Но и этот проект был отклонен Московской городской Управой.
Последние изыскания проводились в 1887–1888 годах К. Э. Лембке (специалистом по водоснабжению) и другими сотрудниками фирмы «Строительная контора инженера А. В. Бари» – В. Г. Шуховым и Е. К. Кнорре. На основании изысканий был составлен новый проект, в основу которого была заложена наиболее совершенная концепция по устройству водопроводов. Изыскания были проведены весьма обстоятельно. Бассейн реки Яузы в ее верховьях имел определенные размеры наиболее водоносных горизонтов (грунтов) площадью около 68 кв. верст с толщиной водоносного слоя 14 сажен (1 сажень = 2, 1336 метра). Авторы проекта провели первичные расчеты и пришли к выводу, что можно рассчитывать на получение воды в объеме 1 570 000 ведер или 19 300 куб. метров в сутки. Эта цифра была заложена в основу дальнейших расчетов… А вот коэффициент фильтрации[119] по данным опытных откачек был получен с огромным разбросом в различных скважинах – от 726 метров в сутки до 34 метров в сутки.
Комиссия ИРТО, в которую были привлечены все лучшие научные силы того времени, согласилась с данными проектировщиков, что отбор воды 1, 5 млн. ведер в сутки соответствует истинному значению и цифра является доказанной и подтвержденной изысканиями и убедительными расчетами.
Но разброс показателей по коэффициенту фильтрации насторожил многих членов комиссии и была высказана мысль, что неравномерность фильтрационной способности водоносного слоя может привести к непредсказуемым последствиям.
Но это не насторожило проектировщиков (В. Шухова, К. Лембке, Е. Кнорре). Они приняли для дальнейших расчетов (как бы с запасом) коэффициент фильтрации 18 метров в сутки.
С точки зрения технического решения задачи вроде бы все правильно: подсчитали минимальные, но обеспеченные водные ресурсы, а затем стали принудительно увеличивать отбор воды – как позволяли возможности оборудования, заложенного техническими показателями проекта. На новой трассе, уже третьей по счету, уложили два ряда чугунных труб диаметром 610 мм (длина 6 метров, толщина стенки 20 мм). Места стыков труб зачеканивались тремя кольцами из пенькового каната. Наружные и внутренние кольца пропитывались гидрофобными и антисептическими добавками.
Вода извлеклась из 50 буровых скважин, расположенных по прямой линии вдоль реки Яузы. В машинном зале были установлены паровые машины фирмы «Добровых и Набгольц». Очень скоро интенсивность отбора воды из водоносных горизонтов стала превышать фильтрационную способность различных участков. Что же получилось?
Качество воды стало резко ухудшаться с нарастанием этого процесса из года в год. Такое положение с качеством питьевой воды вызвало если не панику, то уж, по крайней мере сильную озабоченность и тревогу Московской городской Управы.
Ухудшение качества воды продолжалось до 1911 года. Этот процесс можно проследить по опубликованным данным с 1892 года по 1911 год (при 22–24 анализах проб воды в год):
* Химические элементы и соединения приводятся в ионном виде.
Такого не наблюдалось по анализам[120] с 1805 по 1892 год: в графе «общая минерализация воды» стояла запись – «стабильно», а с 1892 по 1898 год – «некоторое повышение»; далее – «повышение», «резкое повышение» и т. д.
Процитируем книгу С. А. Озерова «Мытищинская вода и причины увеличения ее жесткости» (Вып. II. – М.: 1915):
«…Вследствие все возраставшей жесткости мытищинской воды, Московская Городская Управа, по определению своему от 2 апреля 1907 г., решила образовать Особую комиссию по исследованию вопроса о причинах этого явления и для выработки мер к устранению их. В состав этой комиссии вошли врачи-гигиенисты, инженеры, химики, гидрогеологи, и другие специалисты, всего 23 лица, а именно: А. П. Артари, В. И. Вернадский, А. Г. Дорошевский, Н. Д. Зелинский, Н. П. Зимин, Н. Е. Жуковский, А. П. Иванов, И. А. Иверонов, К. П. Карельских, С. Н. Никитин, С. А. Озеров, А. Г. Петровский, В. А. Пушечников, А. И. Раммуль и другие.
Кроме того, в работах ее приняли участие члены Управы: Д. Д. Дувакин, А. Н. Петунников».
Комиссия выделила из своего состава три группы: химическую, геологическую и инженерную. Работа велась с 19 апреля 1907 г. по 23 января 1913 г., всего было 37 заседаний. Не было необходимости убеждать участников комиссии, что дело принимало серьезный оборот. Брались за решение этой проблемы ученые-гидрогеологи С. Н. Никитин, К. П. Карельских, Е. К. Кнорре. Но все их попытки обосновать причину ухудшения воды так и не привели к положительному результату.
С кого же было учинять спрос?
А с того, кто производил работы – с хозяина фирмы, А. В. Бари. Что мог ответить Александр Вениаминович заказчику? И как это могло отразится на репутации фирмы?
А. В. Бари очень тяжело переживал неприятности с реконструкцией Мытищинского водопровода. Он понимал, что перед инженерами была поставлена задача с многими неизвестными при отсутствии полноценной теории фильтрации подпочвенных вод. Но ведь не всякому это объяснишь. И все-таки А. Бари надеялся на то, что можно улучшить качество воды, приходившей в Москву из мытищинских источников за счет дополнительной очистки её с помощью фильтров. По этому вопросу он не один раз советовался с Н. Е. Жуковским.
В 1903 году Николай Егорович Жуковский привел в дом А. Бари одного из своих учеников, молодого студента Леонида Лейбензона (1879–1951) и отрекомендовал его как будущего ученого, на которого возлагал большие надежды. При знакомстве Александр Вениаминович поинтересовался: чему же собирается посвятить себя будущий ученый?
Л. Лейбензон подробно рассказал А. Бари о том, что он в настоящее время проектирует испытательные стенды, приспособления и различное оборудование для аэродинамического института Н. Е. Жуковского. Но в перспективе желал бы заняться проблемами нефти. Да вот беда – безденежье, приходится подрабатывать, но не всегда находится работа.
А. В. Бари предложил молодому студенту серьезно заняться в будущем проблемами первичной очистки нефти и газа в песчаных пластах, о которых Александр Вениаминович знал не понаслышке. И если удастся научно обосновать основные теоретические положения, то возможно ли применить их к проблемам фильтрации подпочвенных вод. А. В. Бари был осведомлен о работах Н. Е. Жуковского, который в это время готовил к публикации ряд проблемных статей: «О движении подпочвенных вод», «О влиянии давления на насыщенные водой пески», «0 повреждении водопроводных труб», «0 гидравлическом ударе в водопроводных трубах» и др.
Сам Николай Егорович был консультантом по проекту реконструкции Мытищинского водопровода и предлагал многие ценные решения технических вопросов.
Легенды ходили о способностях Н. Е, Жуковского определять места разрыва водопроводных труб от воздействия гидравлического удара. Ремонтники и эксплуатационники поражались, когда он прибывал к месту аварии на водоводе и точно указывал место: «Копать здесь!»
А история с Л. Лейбензоном имела свое продолжение. А. Бари стал привлекать его к работе на котельном заводе, затем в Главной конторе – в проектном бюро. Практика работы под руководством В. Шухова дала будущему ученому блестящую базу научно-инженерной практики. В советское время Леонид Самуилович Лейбензон[121] был известен как выдающийся ученый, академик. Он внес фундаментальный вклад в развитие теории фильтрации нефти и газа, создал первую в мире научную школу ученых и инженеров, работавших в области нефтегазовой гидродинамики. И только в 1924 году, будучи уже заведующим кафедры прикладной механики в Московском государственном университете, Л. Лейбензон создал гидравлическую лабораторию, в которой началось фундаментальное изучение проблем фильтрации воды в песчаных пластах.
К 1911 году положение с водоснабжением Москвы становилось критическим: качество воды из мытищинских источников из года в год угрожающе ухудшалось, а Рублевский (Москворецкий) водопровод еще не был готов – там были свои проблемы: ни американские, ни английские фильтры не справлялись с опалисценцией (помутнение в весеннее время года – вода становилась желто-коричневой и не поддавалась очистке). Водой продолжали пользоваться – куда деваться…
Одним из популярных фельетонистов начала XX века, был известный журналист Влас Дорошевич, который написал сатирическую пьесу о работе Московской городской Думы. И он не мог пройти мимо событий, связанных с историей Мытищинского водопровода. Пьеса написана как сатирическая хроника «зеленым» стихом и называлась «Трагедия о Московской Думе и об украденом ларце». Суть пьесы в том, что хорошо бы было избавиться от проблем невыполненых обещаний. Но как это сделать? – А просто: список проблем спрятать в серебряный ларец и дождаться, когда воры позарятся на него. Вместе с ларцом исчезнут и проблемы…
Но воры оказались умнее – они украли ларец, а список проблем оставили с запиской: «Нам чужого не надо!».
Картина четвертая (Заседание Управы. Голова на председательском месте. Служащие и клены Управы).
Голова
Внемлите все, что положил я:
Составив список нерешенных дел,
Избавиться мы от него решили.
Два месяца уж ровно
Ни одного доклада из Управы
На рассмотрение не поступало Думы.
Зато теперь энергией кипучей
Мы удивить желаем мир! Читайте
Нам список дел насущных.
Секретарь (читает)
«Канализация»…
Голова
С нее мы и начнем.
Закончить мы канализацию должны,
Наш долг нам то повелевает!
Управец
Каналы есть, воды вот нету!
Голова
Воды?.. А что ж с водопроводом?
Управец
Не прогневись! Когда зимою
В воде мы ощущали недостаток,
Что ж летом будет?!
Страшно и подумать!
Не только что в каналы,
В суп, во щи, в самовары,
На умыванье нетути воды!
Голова
Пусть сельтерской все лица моют!
На пиве можно суп готовить.
На пиве немцы суп готовят – и превкусно.
Пусть, вместо чая, квас все пьют, И квасом головы пусть моют в банях!
А где ж проект двухлетний об устройстве Водопровода из Москвы-реки?
Управец
Не обессудь, о княже! Тот проект
Лежит, ка мертвый, без движенья.
Вопроса разрешить не можем мы,
Как Москворецкую пить воду:
С Мытищинской ли смешивать ее,
Иль так – гольем, как водку?
Гольем – она крепенько будет.
Крюшон с Мытищинской не легче ль будет?..
Два года бьемся над вопросом…
Голова
Что дальше там?
Причины ухудшения качества мытищинской воды оставались загадкой. За решение этой проблемы взялся С. А. Озеров. Он провел серию экспериментов в лабораторных условиях с 1907 по 1911 год. Его предположения и исследования позволили выяснить, а затем и обосновать ошибки проектировщиков. К этому времени ситуация с качеством воды еще более усугубилась.
Помимо резкого увеличения общей минерализации[122] воды были обнаружены отложения в водоводе, в которых в избытке присутствовали серная кислота, соединения железа, марганца, магния, кальция и т. д. По данным В. А. Пушечникова, наибольшая толщина осадков наблюдалась в верхнем сечении водовода, на границе раздела вода-воздух (до 75 мм); наименьшая – в придонном слое (до 12 мм). Осадки представляли собой липкую мажущуюся коллоидальную массу. Цвет и состав осадков и отложений изменялся на всем протяжении водовода от Мытищ до Крестовских башен: около Мытищ – ярко-желтый цвет[55], от Мытищ до Алексеевской насосной станции – зеленовато-серый[56], ближе к Алексеевской – зеленовато-черный[57], от Алексеевской до Крестовских башен – черный из-за значительного избытка в воде Mn3O4 Попытки остановить прогрессирующий процесс ухудшения качества мытищинской воды и попытаться, узнав причины, добиться хоть какого-то ее улучшения, интенсивно продолжались и в последующие годы. Но, увы… восстановить былую славу мытищинской воды так и не удалось, хотя и делались попытки: уменьшение отбора воды, очистка магистрального водовода, искусственное подтопление верховьев реки Яузы и т. д.
А причина, как установил С. А. Озеров, заключалась в том, что при ускоренно-нарастающем процессе принудительного отбора воды понизился ее уровень в питающих торфяных болотах от 2 до 6 метров, поэтому увеличилась воронка депрессии, торфяники осушились!
В торфе (как в нефти, газе и угле) содержатся значительные запасы серы. Кроме того, в иловатистом торфе присутствуют мелкие включения сернокислой извести (гипс). При увеличении воронки депрессии обнажились и крупные гипсовые отложения. В осушенных торфяниках увеличился доступ воздуха к залежам торфа и начались непредсказуемые процессы взаимодействия серы и гипса с кислородом воздуха, особенно при сезонных изменениях гидрологического режима (весна, осень).
Сера в торфе находится, в основном, в нерастворимых соединениях. Но под воздействием усилившихся окислительных процессов образуется серная кислота, которая при насыщении торфа водой из-за сезонных колебаний или дождей отнимает основания солей более слабых кислот и образует сульфаты. При просачивании осадков эти сульфаты растворяются, увлекаются вниз, попадают в водоносный горизонт и далее – в водопровод. Сюда же попадает сернокислая известь. При таких процессах происходит нерегулируемое изменение химического состава воды и увеличение ее минерализации, многие химические элементы и химические соединения оказываются в избытке. В конечном итоге нарастает процесс ухудшения качества воды, отбираемой из природной среды.
Таким образом, по анализу подземного питания водными ресурсами мытищинского водосборника К. Э. Лембке и его коллеги в 1887 году провели изыскания и правильно определили показатель среднего подземного стока водоносного горизонта в 19300 м3/сутки, но эту величину в расчетах они приняли за эксплуатационные расходы, что оказалось ошибочным. Необходимо было учитывать изменение режима водоносного горизонта и природной фильтрационной способности его при эксплуатации. Естественные запасы подпочвенных вод, созданные природой на протяжении многих тысячелетий, очень чувствительны к резким изменениям гидрологического режима, поэтому считаются весьма «капризными».
Опытными откачками в буровых скважинах, расположенных вдоль русла Яузы, были получены значения коэффициента фильтрации с огромным разбросом. И здесь необходимо было проявить особую осторожность, так как такие разбросы неминуемо приведут к изменению химического состава воды, который не будет иметь возможности к усреднению (выравниванию) показателей при резком увеличении ее отбора. Поэтому водозаборные скважины, устроенные по прямой линии вдоль реки, уже были обречены на непредсказуемые последствия.
Особая комиссия признала исследования С. А. Озерова убедительными и научно обоснованными. В Мытищах была оборудована опытная станция деферризации (обезжелезивания) и деманганизации (обезмарганцовывания) воды, которая начала функционировать с октября 1915 года. Дальнейшая судьба опытной станции неизвестна.
Как упоминалось, в 1891 г. была выпущена книга «Проект Московского водоснабжения» (инж. В. Г. Шухов, Е. К. Кнорре и К. Э. Лембке. Изд. Строит. контора инж. А. В. Бари). Методика расчета была признана классической, но в реальной ситуации – испортили мытищинскую воду на все последующие годы.
С. А. Озеров опубликовал свою работу «Мытищинская вода и причины увеличения ее жесткости» в 1915 году, в которой писал: «Позволим себе надеяться, что труды[123] Комиссии по исследованию причин усиления жесткости мытищинской воды не только помогут Московскому Городскому Самоуправлению сохранить для столичного населения прекрасную мытищинскую воду, освободив ее от <…> недостатков (чрезмерная жесткость и железистость), но также послужат на пользу многих русских городов, имеющих и намеревающихся строить грунтовые водопроводы, так как эти труды позволяют осветить один из темных вопросов гидрологии. Рублево. 12 марта 1914 года».
По исследованиям С. А. Озерова и Н. А. Пушечникова (см. далее «Очерки геологии…») истории Мытищинского водопровода за все годы его эксплуатации можно сделать следующие выводы.
Итак, надъюрский водоносный горизонт в верховьях реки Яузы начал эксплуатироваться с 1804 года, вода в Самотецкий пруд Москвы поступила в 1805 году. Первоначально каптаж[124] состоял из 43 кирпичных цилиндрических бассейнов (28 устроил Баур, 15 – его последователь И. Герард) глубиной 2 метра. Вода собиралась от родниковых ключей через дно бассейнов. В этот период эксплуатации забирался естественный расход ключевой воды и нарушения природного гидрологического режима не было.
В последующие годы каптаж ключей был изменен (Яниш, Максимов, Дельвиг). 18 бассейнов были перестроены и устроено дополнительно еще 7 бассейнов. В новом каптаже вода поступала не только через дно бассейнов, но также и через чугунные трубы, опущенные в более глубокий водоносный слой. Дебет воды увеличился, но и в этом случае нарушений естественного режима водозабора не обнаруживалось.
К 1892 году (Шухов, Кнорре, Лембке) каптаж был перестроен коренным образом. Появилось 50 буровых скважин вдоль русла Яузы, несколько дальше от первоначальных бассейнов, глубиной до 30 метров. Приемные трубы, расположенные горизонтально, сходились от периферии к накопителю. На высоту водоносного горизонта (15–17 метров) в трубах были просверлены отверстия в шахматном порядке и установлены фильтрационные луженые сетки. Энергичный вакуумный отбор воды насосами привел к образованию резко выраженной депрессионной воронки, минерализация воды стала быстро повышаться.
Вакуумный отбор воды – насос с крыльчаткой – привел к размыву близко прилегающих водоносных песков и довольно быстрому засорению фильтрующих сеток. Срок службы скважин резко сократился, появились новые проблемы, усложнившие условия работы Мытищинской водокачки. Пришлось бурить рядом еще 50 скважин и продолжать искать выход из создавшегося положения: качество воды становилось все хуже и хуже.
И только с 1951 по 1957 год, когда на Мытищинскую водокачку был принят главным инженером Виталий Иосифович Баркевич, стали производиться работы по реконструкции многих скважин. Вместе с учеными и инженерами Мосводоканала были изменены, прежде всего, условия работы скважин. Вместо дырчатых фильтров стали устраивать щелевые – со спиральными проволочными фильтрами[58]. Срок службы скважин увеличился (17–18 лет). Бурение новых скважин производили не роторным буром, а ударно-канатным способом.
Эти мероприятия позволили увеличить отбор воды без ухудшения ее качественных показателей до 24–25 тыс. куб. метров в сутки. Им удалось не только удачно реставрировать устройство водозаборов, но и наладить систематическое наблюдение за режимом работы всей станции по качественным показателям воды и ее расходу. Но для этого необходимо было признать и не повторять ошибок В. Г. Шухова, Е. К. Кнорре и К. Э. Лембке, а руководствоваться результатами заключения Особой комиссии (1946–1947 гг.):
«1. По анализу подземного питания р. Яузы В. Шухов, Е. Кнорре и К. Лембке в 1887 году совершенно правильно пришли к выводу, что средний подземный сток надъюрского водоносного горизонта составляет 19, 3 тыс. куб. метров в сутки. Но эту величину в расчетах они приняли за эксплуатационные ресурсы, что является ошибочным, так как при этом не учли изменение режима водоносного горизонта при эксплуатации и его регулирующей способности (аккумуляция запасов воды в периоды поверхностного питания).
2. Водозабор следует проектировать с учетом величины принимаемых эксплуатационных ресурсов. Скважины необходимо располагать в древних ложбинах, где накоплены крупнозернистые фракции – гравий и галька – с подошвой залегания таких отложений не выше +6, +8 метров условной высоты (по возможности ниже).
3. При увеличении расхода и понижении уровня подземных вод на участках с запасами потенциальной серы в мытищинских гидрологических условиях происходит увеличение минерализации воды, ее жесткости, содержания железа в ней и т. д. При этом изменение состава подземных вод по времени отстает от момента увеличения расхода.
4. Чтобы избежать ухудшения качества подземных вод при увеличении их отбора, расположение скважин следует проектировать так, чтобы понижение уровня воды на участках с потенциальными запасами серы (серной кислоты) было бы незначительным. Для этого водозаборы необходимо удалять от таких участков».
Из этого небольшого экскурса в прошлое видно, сколь ответственными были задачи инженеров фирмы А. Бари и сколь щекотливым оказалось положение руководителя, когда обнаружилась такая ситуация с качеством воды в знаменитом Мытищинском водопроводе. Кстати, резко сократился дебет воды из Громового Ключа. (Еще Ф. Баур определил уровень воды у Громового ключа – 3, 66 м над горизонтом р. Яузы, а в 1914 году ключ едва струился).
Что на это мог сказать простой обыватель после классического капитального ремонта Мытищинского водопровода в 1892 году? – А испортили воду-то, вот и все тут! И был прав!
Н. М. Щапов в своей книге «Вдоль Ярославской железной дороги» (М., 1925 г.) по этому поводу писал: «Техника должна использовать природные данные с осторожностью, так как нарушение установившегося в течение тысячелетий соотношения явлений природы может повести к непоправимым результатам».
А что мы знаем о воде вообще и какой водой снабжаются Мытищи и Москва. Ведь до сих пор люди охотно верят в то, что якобы вода из Мытищ подается в Кремль. Ох как трудно расставаться с красивыми легендами!
Каждый школьник начальных классов знает, что химическая формула воды H2O. Старшеклассники могут перечислить несколько ее разновидностей: морская и пресная, речная и озерная, болотная, ключевая или родниковая, дождевая, талая – снеговая или ледниковая; дистиллированная, минеральная, кипяченая и – сырая из водопровода. Иногда взрослые добавят, что есть еще жесткая и мягкая, холодная и горячая техническая и питьевая, и – из колодца.
С точки зрения ученых вода и ее физическое состояние – это невероятно огромное поле деятельности для изучения сложнейших процессов, происходящих с водой, когда она проходит все изменения от твердого состояния до газообразного (лед – жидкость – пар).
Несмотря на то, что общая формула воды H2O, имеются существенные различия в строении и плотности упаковки молекул при различных ее физических состояниях: лед – H2O(1); жидкость – Н2O(2); пар – H2O(3). И в каждом переходном состоянии в общем объеме воды всегда содержатся все три составляющих. Даже в нагретой до кипения воде Н2O(3) присутствует молекулярная составляющая Н2O(1) и наоборот… Это одно из интереснейших свойств воды, изучил П. А. Флоренский. Он впервые обосновал и объяснил, почему вода при нагревании и в состоянии льда расширяется в объеме.
Павел Александрович Флоренский, находясь в заключении в северных районах Сибири, занимался изучением проблемных вопросов, связанных со строитетельством жилых и промышленных зданий в зоне вечной мерзлоты. И он впервые в мире дал теоретическое обоснование основополагающих принципов кристаллизации пересыщенных водных растворов в этих условиях. Благодаря его работам в более поздние годы наши строители смогли построить за Полярным кругом Норильский металлургический комбинат.
Владимир Иванович Вернадский лично встречался с всемирно известным французским ученым Ле-Шателье, основоположником теории кристаллизации пересыщенных растворов и сам дал описание различных состояний воды – 240 видов!
Что касается сегодняшней мытищинской воды, то здесь уже новая история. Вся система водоснабжения города закольцована. В общем балансе потребления воды жителями города мытищинская вода составляет около 40 % (включая артезианские скважины). Остальное необходимое количество воды поступает частично с Восточного водовода и большая часть – с распределителя от Северного водовода, питающих водой Москву. Но эта вода из Волги. В отстойниках-водохранилищах, расположенных на территории Мытищинского района, вода классифицируется как питьевая. Но мало кто знает, что эта вода (по определению В. И. Вернадского) озерная. То есть когда температура воды достигает 18°С, то в этой воде с огромной скоростью размножаются дрейсены – мельчайшие двустворчатые моллюски (Dreissenidae). Их развитие включает стадию свободноплавающих личинок, которые миллиардами поселяются в гидротехнических сооружениях и даже нарушают их нормальную работу. Они забивают застойные зоны в водоводах, коллекторах, стояках и отводах. Уже многие десятилетия применяются различные меры борьбы с этими личинками и моллюсками хлорированием воды, окраской внутренних поверхностей водоводов; применяется так называемая катодная защита и ультразвуковое облучение. Но пока наиболее эффективным способом универсальной очистки воды и ее обеззараживания остается хлорирование. Так и хочется крикнуть – не пейте сырую воду из под крана! А кипяченая, к сожалению, укорачивает жизнь любого живого организма. Эта вода называется «вареной». И все уже смирились с необходимостью пользоваться бытовыми фильтрами.
Так в чем же заключался секрет необычайной мытищинской воды до 1890 года? – В естественно-природных условиях водостока! Ниже глубины 19 метров водоносного горизонта северной стороны верховьев реки Яузы располагается плотный и равномерный (нетронутый и неразмытый) слой глины Юрского периода (150 млн. лет) толщиной 13 метров. Выше – слой крупного галечника и крупнозернистого песка. Это служит естественным природным фильтром, а слой глины удерживает сток воды. Температура воды, поднятой с этой глубины, составляла 6–7°С и при такой температуре в воде не происходило размножения микроорганизмов ни животного, ни растительного происхождения.