Строительство плотин на Урале

Урал, богатый и железными рудами, и лесом, чтобы плавить руду, не мог не привлечь внимания Петра. В 1699 г. появился его указ: «...на реках Тагиле и Нейве, где сыскана руда, завесть железные заводы». Почему, «завесть заводы» предписывалось на реках? Для железоделательных — как их тогда называли — заводов нужны были мощные воздуходувки и тяжелые молоты. Для изготовления ружей и пушек приходилось ковать, плющить и сверлить железо. Вручную ничего этого не сделаешь. Единственным источником энергии могла быть в то время вода. Поэтому завод возникал только там, где удавалось построить гидроустановку.

Определить места для постройки плотин, обеспечивающих круглогодовую подачу воды, было гораздо труднее, чем найти площадку для постройки завода. В Екатеринбурге, на реке Исети, например, это удалось не сразу. Первая плотина — городская — образовала небольшое водохранилище, и завод не смог работать зимой.
Пришлось строить еще одну плотину. Вот почему в указе Петра были упомянуты реки и вот почему одновременно с промышленностью на Урале возникло сложное водноэнергетическое хозяйство.

Первая гидроустановка для казенного завода была построена на Урале в 1701 году на маленькой речушке Федьковке, впадающей в Нейву. В грамоте, посланной верхотурскому воеводе, было предписано «для осмотру и указания плотинного строения быть москвитину — Семёну Викулину».

В дальнейшем на строительство каждого уральского завода и гидроустановки при нём направлялся опытный плотинный мастер. Так, на Каменский завод «был присланной из Тобольска плотинный мастер Ермолай Неклюдов»; на Синячихинский — «у показывания как плотину строить — старший мастер Пожаров»; на гидроустановке для Ягошихинского завода "у строения были из швецкой нации капитан Бергин да с ним саксонец старший мастер Цымерман»; в Сысерть «смотреть, где бы можно плотину и завод ставить, послан ундер — маркшейдер Татищев».

Как видно, строили плотины на Урале и иностранные специалисты, опыт которых стремился перенять русский царь. В то же время Петр Первый охотно посылал учиться за границу и русских способных молодых людей. В числе их был и Василий Никитич Татищев, основатель Екатеринбурга и Перми.

Очень быстро выяснилось, однако, что практику плотинного дела нельзя механически переносить из Западной Европы на Урал. На горных промыслах Саксонии, Богемии и в других местах Германии, при большой плотности населения, высокие плотины не строились, чтоб не затапливать земель. Там сооружались вдоль по реке каскады низконапорных плотин с маломощными водяными колёсами. Эти энергоустановки обслуживали отдельные процессы горно — заводского производства, которое было рассредоточено на большое расстояние. Уральские же мастера пошли по пути сооружения водохранилищ большой ёмкости. Они обеспечивали работу мощных верхне — наливных колёс и одновременно регулировали сток рек. Заводские производства располагались при этом в одном месте.

В гористой Саксонии, и особенно в Штирии, широко применялась деривация —- подача воды к гидроустановке по каналу. На Урале же устройство деривации было отвергнуто сразу. Геннин писал по этому поводу: "Тот германский манир здесь не годен, понеже в России климат не таков, как в Германии, но в зимняя времена стужа бывает великая, и ежели здесь по германски рвы вести, то от жестоких морозов в тех рвах вода может вся до пошвы вымерзать, или, хотя некоторая часть оной и будет ход свой иметь под лёд, но на колёса имеет приходить весьма мало, к тому ж студеная, и от того могут колеса обмерзать».

Со времен строительства первых уральских заводов сохранилась рукописная книга Григория Махотина. В разделе её «С каковою предосторожностью строение плотины назначивать» указывается, что при выборе места возведения плотины следует, говоря современным языком, уделять внимание экономическим и организационным сторонам дела, однако важнейшими являются чисто технические требования. У Г. Махохнна говорится: «Чем далее залив, то плотине легче, а воды в пруде умножение». Водохранилище должно быть и глубоким: «ежели мелко, то перевод воде, во время зимы до земли вымерзать будет». Рекомендуется использовать рельеф берегов для защиты мокрого откоса плотины от волнобоя, для чего надо было, чтобы выше плотины находился «перехват горою или высоким мысом». Кстати, это последнее требование как бы иллюстрирует Невьянская плотина.

Старый уральский завод располагался, таким образом, ниже плотины — в нижнем бьефе её, а за плотиной, в верхнем бьефе, всегда было большое водохранилище. Прорыв плотины, следовательно, обязательно влёк за собой разрушение завода. Такие аварии случались. Известно, например, что в июне 1861 года в результате большого дождевого паводка на западном склоне Южного Урала были прорваны четыре плотины — Кусинская, Юрюзанская, Симская и Саткинская, а заводы, расположенные при них, сильно пострадали. Чтоб не допускать этого, земляная плотина делалась мощной сразу, а потом её постоянно усиливали, сваливая на гребень и откосы отходы производства. Поэтому сохранившиеся уральские плотины имеют размеры, совершенно исключающие возможность прорыва — шириной по гребню до 30 — 40 метров.

Гидромеханическое оборудование — водяные колёса и устройства для передачи энергии с вала колеса на валы механизмов — на уральских заводах было весьма совершенным по тем временам. Бывало, конечно, что уральские механики быстро и умело использовали чужие изобретения, оставляя их без изменений. В большинстве же случаев здесь делались оригинальные устройства, отличные от заграничных, более выгодные для местных условий.

На уральских гидроустановках использовались только верхне — наливные колёса, с самым высоким коэффициентом полезного действия. Диаметр колеса делался равным примерно половине напора, создаваемого плотиной. Это позволяло и зимой работать без заметного снижения мощности колёс.

Колёса устанавливались обычно в закрытых отапливаемых помещениях, не обмерзали они даже в суровые морозы. В первое время колёса делались только деревянными, позже появились и железные. Инженер В. И. Рожков писал, что «бесспорно самые лучшие из всех колёс, когда-либо построенных на Урале», были два железных колеса Екатеринбургской установки. Они имели диаметр 8,5 метра и ширину — «разнос» — 2,1 метра. Мощность каждого колеса достигала 60 лошадиных сил.

Скорость вращения водяных колёс колебалась в пределах 4 — 8 оборотов в минуту. Устанавливались же они для механизмов, которые вращались в 10, 20, а то и в 30 раз быстрее. Кроме того, передаточные устройства должны были менять направление усилия с горизонтального вала колеса на вертикальный вал механизма или на вал, находящийся под прямым углом к валу колеса. В иных случаях энергию надо было передавать на значительное расстояние. Иными словами, передаточные устройства на старых заводах были чрезвычайно сложными.

Громоздкость оборудовать старого уральского завода хорошо видна на сохранившихся рисунках, изображающих «сверлильный амбар» Чернецовского завода, С левой стороны его видно водяное колесо, приводящее в движение при помощи двойных зубчатых передач шесть станков, на которых просверливаются дула ружей. С правой стороны — другое водяное колесо приводит в движение систему рычагов и шатунов кузнечного горна.

И всё же водяные колеса устаревали. В начале XIX столетия начинаются поиски нового типа водяного двигателя — с вертикальным валом меньших размеров, с большим числом оборотов, который бы в зависимости от количества воды мог менять свою мощность.

И вот в 1834 году француз Фурнейрон сконструировал первую водяную турбину. Затем были изобретены вертикальные турбины Кадиата, Фонтена, Жонваля и других.

С большим или меньшим эффектом все новые турбины применялись на уральских заводах. В 1837 году плотинный мастер Игнатий Сафонов сконструировал первую русскую турбину. Она была установлена на Алапаевском заводе.

Внедрение водяных турбин было шагом вперед. Решилась проблема прямого соединения вала двигателя с валом рабочего механизма, размеры гидроустановок уменьшились, сократилась и площадь цехов. Однако по — прежнему не использовался весь напор, создаваемый плотиной. Увеличились скорости рабочих механизмов — надо было увеличить и число оборотов гидротурбин. Многие механизмы имели горизонтальный вал — надо было иметь и горизонтальную турбину.

Эти трудные задачи были решены уральским инженером В. И. Рожковым, который в 1855 году впервые сконструировал и установил на Екатеринбургском монетном дворе горизонтальную сдвоенную турбину.

За два столетия на Урале было построено около 250 приплотинных гидроустановок с общей мощностью двигателей более 60 тысяч лошадиных сил. Большинство этих плотин сохранилось до наших дней, и, как выяснилось, совершенно удовлетворяют требованиям современного расчёта.

Строя плотину, человек как бы бросает вызов водной стихии. Поднятая вода грозит прорваться и сквозь плотину и в обход её, и чем выше она поднята, тем опаснее. Кто же разрабатывал конструкции плотин на Урале, кто совершенствовал гидроустановки на них?

В 1722 году был послан на Урал управлять казенными заводами Вильгельм Геннин. Здесь он написал свои «Абрисы» — руководство по заводской деятельности. Двести лет эта работа, неоднократно переписываемая, оставалась в рукописи и была издана только в 1934 году Академией наук СССР. В ней есть главы «О доменном деле», «О деле железа и чугуна», «Дело стали», «Дело проволоки из железа». Выдающийся советский учёный — металлург академик М. А. Павлов так отозвался о труде Геннина: «Сочинение это, называемое кратко «Абрисы», — энциклопедия горного дела и металлургии».

Есть в «Абрисах» и глава «Плотинное дело», её с полным правом можно назвать энциклопедией гидротехники.

Чтобы избежать фильтрации воды из верхнего в нижний бьеф, в створе плотины делаются водонепроницаемые преграды — шпунты, глиняные замки, экраны, а на самом водосбросе — площадка, называемая понуром. Так делается теперь. Но и 250 лет назад мастера знали, как уберечь плотину. У Геннина читаем: «Надлежит от одново до другово берегу, где плотине быть, рухлую землю вынять до крепкова материку и до оного отпустить струб, рубленой из бревен, и в нево крепко набивать добрые ил или глину».

Есть в «Плотинном деле» указания по устройству понуров и льдоудержательных стенок, предупреждения о защите нижнего бьефа от весеннего половодья, дабы вешняк «все фабрики мог миновать».

В современных руководствах и инструкциях изменились только формулировки, а смысл требований, технических решений остался тот же.

Старые уральские мастера гидростроения были смелыми, пытливыми людьми. Они создали немало оригинальных конструкций.

При возведении фундаментов гидротехнических сооружений почти всегда приходится откачивать грунтовые воды. Мощных насосных установок тогда не было — воду откачивали вручную, вёдрами. Уральские строители при возведении фундаментов применяли так называемые высокие свайные ростверки и обходились, таким образом, без водоотлива.

«Ларь» для воды на Сысертской гидроустановке покоился, как выяснилось во время реконструкции, на шестнадцати коротеньких сваях, забитых до материка в слабый грунт. Это сооружение благополучно простояло «на курьих ножках» около двухсот лет.

В основании Ключевской плотины на Исети лежат крупнозернистые пески, обильно насыщенные водой. Здесь и водоотлива не применишь, и сваи в них не забьёшь. Как же тут построили плотину? В неглубокие — до воды — котлованы уложили деревянные ростверки и воздвигли на них каменные устои. В 1950 году плотина была полностью перестроена, но хорошо сохранившиеся деревянные ростверки остались в ней нетронутыми.

Передачу воды на расстояние по деревянным — клепочным — трубопроводам впервые применили, как считали специалисты, американцы в середине XIX столетия. Однако это не так. На уральских гидроустановках подача воды к колёсам, число которых на заводах переваливало за тридцать, а на Верх — Исетском достигало пятидесяти, — была одной из труднейших задач. И вот, оказывается, уральские плотинные мастера раньше американцев применяли для этой цели трубопроводы из плоских деревянных клёпок, стянутых железными обручами.

Двести лет назад на Урале уже умели перераспределять стоки рек, перебрасывать воду из одного бассейна в другой. Так, из Черноисточинского пруда, что близ Нижнетагильского завода, вода перебрасывалась в реку Тагил по «ушковской канаве». Из речки Чёрной, текущей в нижнее Сысертское водохранилище, вода была переброшена в Верх — Сысертское.

Особенно же смелой была система подпитывания водой Полевской гидроустановки. На речке Глубокой, протекающей рядом, была сооружена земляная плотина высотою 20 метров. Сквозь высокий водораздел была пробита четырёхкилометровая штольня, и по ней вода из речки Глубокой подавалась в Полевской пруд.

Внешний вид деревянных уральских водосбросов всюду, примерно, одинаковый, в архитектурном отношении выдержан и производит очень приятное впечатление, все они очень похожи на конструкции Неелова.

В тот период, когда строились первые уральские гидроустановки, в Царском Селе работали талантливые архитекторы, отец и сын Нееловы. Кроме дворцов и павильонов, они сооружали парковые пруды, строили плотины и водосбросы. Есть все основания предполагать, что они — то и разработали для владельцев уральских заводов конструкции плотин, — конструкции громоздкие и с большими запасами прочности, но красивые и добротные.

Многие эти плотины сохранились до наших дней и, судя по всему, простоят ещё не одно столетие.

В области гидромашиностроения самым большим достижением уральских мастеров была турбина Рожкова. Она имела горизонтальный вал с двумя насаженными на него одинаковыми, но с обратным входом воды, рабочими колесами и с двумя отсасывающими трубами. Каждое колесо пропускало только половину общего расхода воды.

Турбина Рожкова широко применялась на протяжении многих десятилетий во всех странах, где использовалась водная энергия.

Сам В. И. Рожков был весьма скромен: «Вовсе не думая, что употребленное мною устройство составляет новое изобретение, я снял рисунок с него и при коротком описании доставил оный к профессору Фрейбергской горной академии Вейсбаху. Учёный профессор нашел доставленный мною рисунок устройства заслуживающим внимания и поместил об нём сведение в своём сочинении, напечатав сперва в нескольких иностранных изданиях». И блестящее изобретение русского инженера сделалось немецким.
Уральские гидроустановки, конечно, давно потеряли свое энергетическое значение. Водохранилища же, образованные плотинами, остались неотъемлемой частью и украшением ландшафта промышленного Урала. Они, как и прежде, снабжают водой разросшиеся на их берегах населенные пункты и современные предприятия.

 

Алексей КАРФИДОВ

Вокруг Невьянского пруда

Очерк

Опубликовано в журнале Урал, номер 9, 2015

 

 

Алексей Карфидов — краевед, старший научный сотрудник Невьянского государственного историко-архитектурного музея. Постоянный автор «Урала».

 

На пруду, возле самых скал,

Перевернутый мир зеркал —

Те ж дома, да церквей поворот,

Только все это наоборот.

Отразившись в воде, луна

На другом берегу видна,

И в воде фонари (все подряд)

Как церковные свечи горят…

А под вечер туман упал

В перевернутый мир зеркал.

И стоит над прудом тишина,

Ни в одних зеркалах не видна.

 

Г. Шатилова-Крупина

 

В старинном уральском городе Невьянске сохранилось немало памятников архитектуры. В первую очередь это знаменитая наклонная башня, построенная заводовладельцами Демидовыми в первой половине XVIII в. Можно назвать Спасо-Преображенский собор (восстановленный в 2003 г.), купеческие особняки и торговые лавки, заводские доменные печи и здание первой невьянской электростанции. Но есть в Невьянске еще один памятник старины, более ранний, хотя и менее известный — это заводская плотина и образованный вследствие ее создания водный резервуар — пруд.

 

 

«Плотину построить мочно и угодно…»

 

Металлургический завод XVIII века представлял собой сложную производственную систему, состоящую из нескольких важных элементов, от наличия и функционирования которых зависела успешность и доходность предприятия. Для жизнедеятельности завода было необходимо наличие неподалеку от него рудников (дающих сырье — железную или медную руду), лесного массива (как источника топлива — древесного угля), полноводных рек (используемых в качестве транспортных путей для отправки в европейскую часть страны заводской продукции). Важное значение имело создание при заводе искусственного водоема — пруда, который должен был обеспечивать энергией заводские механизмы.

Именно с сооружения плотины и образования водного резервуара начиналось строительство завода (не беру в расчет подготовительную работу, а именно: геологические изыскания, пробные плавки руды специалистами, расчистку места под строительство).

История использования различных устройств, работающих на энергии воды, уходит корнями в далекое прошлое. В документах XV–XVII вв. содержатся сведения об использовании водяных мельниц для помола зерна. Упоминаются и такие образцы русского инженерного искусства, как малые и большие каналы на реках, шлюзы, подпорные стены, предохраняющие берега рек от оползней.

Первый случай применения водной энергии в металлургической промышленности России специалисты относят к 1630-м гг., когда на реке Тулице (в 12 верстах от Тулы) голландский промышленник Андрей Денисович Виниус построил доменный «мельнишный» завод. Предприятие, устроенное по «голландскому образцу», имело плотину и водяные колеса. «Мельнишные снасти» и плавильные шахтные печи «изумительнейшей постройки» вызывали заслуженное восхищение современников.

Урал XVII века еще не знал гидротехнических устройств. Единственным исключением стал Пыскорский медеплавильный завод, на котором, по свидетельству историков, была устроена плотина и установлено «мельнишное немецкое» колесо, приводившее в действие мехи медеплавильных горнов. Сооружением плотины и обслуживанием гидротехники ведали саксонские мастера. Правда, Пыскорский завод работал с перебоями и в конце концов, после смерти иностранного управителя, был остановлен (свою работу завод возобновил только в XVIII в.).

Первые гидротехнические устройства строили по западноевропейскому образцу. Но специфика нашей страны (погодные условия, рельеф местности) не позволила полностью опереться на зарубежный опыт. В результате, учитывая собственный многовековой опыт гидротехнического строительства, особенности русских рек, климата, местных строительных материалов, русские мастера выработали собственную практику сооружения плотин. Эти навыки воплотились в жизнь при основании олонецких и уральских металлургических заводов.

Что такое плотина XVIII века? Это стена из деревянных срубов — «ряжей», пересекающая реку от одного берега до другого. Срубы забивали глиной, илом, крепили гвоздями, позднее облицовывали камнем. В плотине обычно было устроено два или три отверстия — прореза. Один, так называемый «вешняк, вешнячий», использовался для спуска паводковых вод из заводского пруда, через другие — рабочие прорезы — поток воды поступал на деревянный «ларь» (длинную бревенчатую трубу-водовод). От «ларя» в обе стороны устраивали ответвления-колодцы, подводящие воду к деревянным же водяным колесам. Вода устремлялась на «перья»-лопасти, и под ее напором колесо вращалось вместе с деревянным валом, на который было насажено. Чугунная бочка со штырями, закрепленная на конце вала, приводила в действие заводские механизмы (меха, молоты и др.).

Использованную воду из-под колес отводили по деревянным трубам (а иногда и подавали в некоторые фабрики). Регулировали подачу воды через прорезы в плотине, поднимая или опуская запоры (ставни).

Возведение плотины предполагало, прежде всего, устройство водного резервуара, рассчитанного на бесперебойную работу. Исходя из этого, при проектировании плотины учитывали множество природных факторов: силу течения реки и расстояние между берегами, состав почвы (предпочтение отдавалось мягким, некаменистым берегам, где можно вбивать сваи), направление ветра. Учитывали особенности режима местных рек с их бурными весенними разливами и нередким пересыханием в летнее время.

Место под строительство плотины выбирали в такой части реки, чтобы русло и долина реки выше будущей плотины имели небольшой уклон, что ослабило бы на нее напор воды. Следили и за тем, чтобы берега реки были сближены между собой и достаточно высоки для того, чтобы образовать необходимый для заводских нужд водный резервуар. Причем размеры будущего пруда нужно было рассчитать таким образом, чтобы воды в нем было достаточно для обеспечения работы всех заводских механизмов в течение года, а глубина исключала возможность промерзания водоема зимой. Также необходимо было определить ожидаемую мощность плотины, площадь и наполнение создаваемого пруда, учесть зимний лед и весенний паводок (в середине XVIII века демидовский приказчик Григорий Махотин определял наиболее оптимальную глубину реки возле невьянской плотины в 5–6 с половиной саженей (свыше 10 м).

Выполнение всех вышеперечисленных условий обеспечивало прочность, надежность и долговечность заводских плотинных сооружений.

Первыми уральскими предприятиями, на которых применили гидроэнергетику, стали Невьянский и Каменский заводы.

Строительство Невьянского завода началось по именному указу Петра I. В 1700 г. прибывшие на Урал из Подмосковья мастера, осмотрев окрестности, подобрали «угожее место… для железного заводу» на берегу реки Нейвы, неподалеку от деревни Федьковки. Именно здесь, по их мнению, «плотину построить мочно и угодно».

Руководителем строительства невьянской плотины правительство назначило мастера из Павловского завода Ермолая Яковлева, который был сведущ в производстве «плотин, колес и молотовой всякой начинки». Он должен был контролировать весь ход подготовительных работ.

При этом одновременно с Невьянским Яковлеву было предписано трудиться «буде возможно» на Каменском заводе, из-за чего возникла некоторая неразбериха и задержка в строительстве. Дело в том, что строительные работы на Невьянском заводе курировал верхотурский воевода (невьянские земли были отнесены к Верхотурью, отчего строящийся Невьянский завод в документах того времени часто именовали Верхотурским), а на Каменском — тобольский. В результате тобольский воевода оказался куда расторопнее верхотурского. По его приказу часть мастеров и крестьян с Невьянского завода были отправлены на строительство Каменского завода. Среди них оказался и Ермолай Яковлев, вследствие чего остальные мастера «ни в какое дело без плотинного мастера не вступали».

Вернувшись в Невьянск поздней осенью, Яковлев сообщил, что заготовить необходимые для строительства плотины материалы «невозможно и некогды, и плотины сего лета у Верхотурских железных заводов зделать не поспеть», потому что «время за плотинным мастером опоздало». А значит «плотины… строить ему, Ермошке, некоторыми делы невозможно».

Сооружение плотины началось только в следующем, 1701 году. К этому времени руководителем строительства Невьянского завода был назначен Семен Викулин из Москвы, имевший опыт подобной работы. Вместе с ним в помощь Яковлеву отправили плотинного мастера с Угодского завода Малоярославского уезда Петра Павлова.

Ознакомившись с местной спецификой, Павлов присмотрел под плотину новое место неподалеку от прежнего. По его просьбе верхотурский воевода прислал на стройку несколько сотен крестьян. Были заготовлены необходимые для строительства плотины припасы: бревна и брусья, веревки и инструменты. Для складирования «снастей и припасов» неподалеку построили две избы.

В мае 1701 года приступили к непосредственному возведению плотины: около тысячи крестьян начали копать ров «до материка» (твердой породы) и бить сваи. На сваи ставили бревенчатые срубы, перекладывая места соприкосновения со сваями мхом и забивая промежутки утрамбованной глиной или илом. Деревянные срубы скрепляли чугунными гвоздями крупного размера (один такой гвоздь длиной более метра можно увидеть в Невьянском музее — очень впечатляет). После этого со стороны пруда мастера возвели земляную насыпь, чтобы вода под нижним венцом сруба не промыла глину и ил.

При сооружении плотины, «ларя», водоотводных труб мастера использовали популярный и незаменимый уральский строительный материал — лиственницу (в народе ее называли «железное дерево»). Лиственница как нельзя лучше соответствовала своему второму названию — строения из нее получались на удивление прочными, на века. Кроме того, дерево обладает немаловажным качеством — не гниет в воде и со временем становится только крепче. Не удивительно, что плотина сохранилась до нашего времени, хотя по прямому назначению уже и не используется.

В невьянской плотине первоначально было устроено два отверстия — прореза. Широкий «вешнячий» прорез служил для пропуска лишней воды весной во время половодья или летом во время сильных дождей. Второй — рабочий прорез подавал воду к заводским водяным колесам. В длину плотина достигала 200 м и составляла около 30 м в ширину.

15 декабря 1701 года Невьянский завод был пущен. С этого же времени ведет свою историю Невьянский пруд.

Но, как оказалось впоследствии, первый блин вышел комом. На возведении плотины сказались несогласованность действий заводских руководителей, московских и местных властей, сжатые сроки строительства, нехватка квалифицированных мастеров, инструментов и строительных материалов. Весной 1703 года вешние воды прорвали плотину (как впоследствии объяснял управляющий, причиной аварии стало некачественное устройство «вешнячего» прореза). Сильным напором воды смыло бревна и доски, заготовленные для строительства новой молотовой фабрики, а также «разнесло многое число» дров. Летние «великие» дожди не позволили вовремя ликвидировать аварию. В результате остановились заводские работы: прекратилась выплавка чугуна в домне, молотовая фабрика стояла в бездействии.

Лишь в августе мастеровые сумели приступить к восстановлению плотины. Новый владелец завода, тульский кузнец Никита Демидович Антюфеев, известный под фамилией Демидов (он получил предприятие по указу Петра I в марте 1702 года), в помощь невьянским мастерам отправил из Тулы нескольких работников: «ныне, для той плотинной починки посылаю я мастеровых людей… всего шесть человек». Через некоторое время в Невьянский завод прибыл и сам Демидов, чтобы лично наблюдать за восстановительными работами.

Но в начале осени плотину прорвало во второй раз, а заготовленную для её ремонта землю «всю пронесло». Никита Демидов, недовольный вмешательством в свои дела местной власти в лице верхотурского воеводы, покинул Урал. Как отмечал верхотурский подъячий Гаврила Деревнин, прибывший на завод вскоре после отъезда Демидова, «домны не дуют, и молотовые не ходят и железа в готовности малое число». Сезон 1703 года закончился впустую.

Только в начале весны следующего, 1704 года на завод вернулся сын Никиты Акинфий. Под его руководством мастеровые занялись ремонтом заводского оборудования. Восстановить плотину Акинфий Демидов поручил мастеру Леонтию Злобину.

Выходец из крестьян Вологодского уезда, Леонтий поступил в работники к тульским оружейникам Демидовым. Занимался землекопными работами, а в 1702 году вместе с Демидовыми перебрался на Урал. На Невьянском заводе Леонтий сначала был назначен смотрителем плотины. Здесь он получил первые навыки мастерства.

Именно Леонтию Злобину Акинфий Демидов доверил восстановление невьянской плотины. И молодой мастер успешно справился с этим трудным заданием. Плотина была не только восстановлена, но расширена и укреплена. Кроме вешнячего было устроено уже два рабочих прореза: один «ларь» для обслуживания доменного корпуса (длиной свыше 80 м и имевший два ответвления-колодца к доменным мехам) и второй для молотовых фабрик (в длину он достигал 200 м, колодцев же было устроено 17).

Скажем в двух словах о дальнейшей судьбе Леонтия Злобина. Мастер руководил строительством плотин на других демидовских заводах, применив при этом ряд технических новшеств. О его знаниях и опыте в плотинном деле высоко отзывались горные чиновники де Геннин и Н. Клеопин, приводя демидовского мастера в пример работникам казенных предприятий. По их приглашению Злобин работал и на государственных заводах, например, проектировал плотину Кушвинского завода, занимался устройством лесопильных мельниц. Умер Леонтий Злобин, когда ему было за шестьдесят — возраст весьма почтенный для мастерового XVIII века. Отрадно, что в веках сохранилось имя этого незаурядного мастера — творца невьянской плотины.

Использование гидроэнергетики, а значит, необходимость ставить плотину и создавать водохранилище обусловили особенности планировочной структуры Невьянского завода (а впоследствии и других уральских заводов). Ее главным принципом стало расположение производственных зданий вдоль водовода — «ларя». Производства, требовавшие большего количества водной энергии, располагались ближе к плотине, а требовавшие меньше энергии — дальше.

Ценнейший источник по истории Невьянского завода демидовской эпохи — «Книга мемориальная…» (опись заводского имущества), написанная уже упоминавшимся приказчиком Григорием Махотиным во второй половине 1760-х гг., детально описывает невьянские «заводские фабрики» в порядке их размещения. Так, возле плотины были поставлены пильная и хлебная мельницы, затем доменный корпус с сараем, в котором разместились два рудобойных молота «действующие водой», то есть производства, особенно нуждающиеся в водной энергии. Также в сравнительной близости к плотине находились дощатая, плющильная, молотовая фабрики. Дальше всего размещались кузницы, оборудованные ручными мехами, и фабрики, не нуждавшиеся в водной энергии — слесарная, меховая, столярная. Доменные печи с плотиной соединял мост, по которому на телегах подвозили руду, древесный уголь. В стороне от реки были сооружены амбары и склады для хранения готовой продукции.

Вместе с заводскими фабриками основной доминантой завода в те годы стал Невьянский пруд. Он сыграл определяющую роль в формировании своеобразного природного ландшафта (который впоследствии станет типичным и с небольшими вариациями будет повторяться на уральских заводах).

Взору путешественника, прибывавшего в Невьянский завод из Екатеринбурга или ехавшего по Сулемской дороге со стороны демидовской пристани на реке Чусовой, открывались чудные панорамы заводских строений, господского дома, наклонной башни, деревянной церкви и позднее ее сменившего каменного храма, купеческих особняков, отражающихся в зеркале пруда. А вокруг — кварталы жилой деревянной застройки с холмами, поросшими лесом, на дальнем плане.

Главная роль Невьянского пруда в те годы — резервуар для хранения воды и поставщик энергии для заводских нужд. Использовался водоем и как объект местного судоходства. В демидовское время его воды бороздили грузовые суда-коломенки, доставлявшие на завод железную руду, древесный уголь и другие материалы. А в советское время по пруду ходил катер, перевозивший жителей Невьянска с одного берега на другой. Плавали по пруду и золотодобывающие драги.

Но в первую очередь Невьянский пруд XVIII века — это источник водной энергии, полностью обеспечивающий потребности заводского производства. «Несмотря на множественное число снастей [заводских фабрик], — удивлялись путешественники, — воды в Нейве реке более, нежели надобно… и вода течет с ужасным стремлением».

В 1770-е годы плотина была «насыпана землей, с нижней стороны выкладена дерном». Для «крепости» тело плотины выложили чугунными «свинками», а возле четырех прорезов — серым камнем (четвертый прорез добавили после крупного пожара 1772 года). Из этих прорезов «один вешняшный, два определены для действия доменной и молотовых, и один для пильной машины… в некоторых местах у прорезов утверждены для большей прочности чугунные стойки».

В начале XIX века, по описанию пермского краеведа Н.С. Попова, невьянская плотина имела в длину 95 саженей (свыше 200 м), в ширину — 15 (свыше 30 м), а в высоту — 3 с половиной сажени (свыше 7 м). Отметил Попов и величину Невьянского пруда: длина — 8 с половиной верст (свыше 9 км), а ширина — до 750 саженей (около 1 600 м). Подобные же сведения приводят его современники: горные чиновники П.Е. Томилов и И. Герман (правда, они указывают длину плотины не 95, а 88 саженей).

В качестве заводских двигателей по-прежнему использовали простые по конструкции, экономичные и надежные в эксплуатации водяные колеса. В конце XVIII века в Невьянском заводе насчитывалось более 40 таких колес, а сто лет спустя в два раза меньше — 18.

О значении гидроэнергетики в заводском производстве того времени красноречиво свидетельствует стоимость гидросиловых сооружений. Вновь обратимся к «Книге мемориальной». На момент ее написания (конец 1760-х годов) плотина, построенная «в давних годах», с учетом некоторого износа была оценена, тем не менее, в довольно большую сумму — 10 200 руб. Деревянные «лари» для подвода воды — в 2 856 руб.

Общая стоимость всех заводских строений и оборудования Невьянского завода составила 73 423 руб. (с учетом поправок историка Б.Б. Кафенгауза, установившего, что у Махотина итоговая сумма не сходится со слагаемыми). При большом удельном весе господского двора, заводской конторы, магазинов, составивших почти 40% всего заводского имущества, гидротехника заняла второе место. Общая стоимость гидротехнических устройств равнялась 13 056 руб., что составило примерно 18% от общей стоимости завода.

 

 

Тайны Невьянского пруда

 

В настоящее время Невьянский пруд ассоциируется не только с заводским производством, но и с различными легендами, которых за три века сложилось превеликое множество.

Больше всего, конечно, известна легенда о затоплении подземелий под наклонной башней, в которых мастеровые якобы тайно чеканили фальшивые серебряные монеты. Эти монеты, повествует предание, были изготовлены с такой тщательностью, что ничем не отличались от государственных. Но, как известно, рано или поздно тайное становится явным — прослышав о незаконной чеканке монет Демидовым, императрица отправила на Урал ревизора. В то время, когда карета ревизора пылила по российским дорогам, демидовские доверенные люди окольными путями сумели опередить царского посланника и первыми прибыли на Невьянский завод. Вот тогда-то Акинфий Демидов, узнав о надвигающейся опасности, приказал открыть шлюзы плотины. Вода хлынула в подземелье, затопив плавильные горны, оборудование для чеканки монет и самих мастеровых, что были прикованы цепями к каменным стенам.

Так звучит эта легенда в кратком пересказе (желающим познакомиться с ней подробнее, в художественном изложении, советую обратиться к роману Е. Федорова «Каменный пояс» или же к рассказу А. Исетского «Куранты», в котором вокруг этой легенды выстроен весь сюжет).

Еще одно предание связывает образование Невьянского пруда со строительством наклонной башни. Мол, после завершения строительства башни Акинфий Демидов и архитектор, поднявшись на ее верхний этаж, вышли на балкон полюбоваться окрестностями. Демидов и спрашивает: «Скажи-ка мне, мастер, сможешь ли ты построить еще одну такую же башню?» «Почему бы нет, — отвечал зодчий. — Может, еще и получше построю».

Не желая появления еще одной каменной башни — соперницы Невьянской, Акинфий Демидов столкнул зодчего с балкона, башня же наклонилась от этого злодеяния. И Невьянский пруд, повествует предание, есть не что иное, как слезы башни, пролитые ею по своему создателю.

Неподале