Гидросиловые устройства XVIII в. на Алее

Развитие водного хозяйства и охрана окружающей среды в бассейне реки Алей: Тезисы докладов к конференции/ Отв. за вып. А.М.Малолетко.-Барнаул, 1979.- С.56-59

В конце ХVII - начале ХVIII вв. Россия переходит от простых гидросиловых устройств для зерновых мельниц, от простых устано­вок на оросительных каналах к строительству энергетических сис­тем большой мощности в горнодобывающей и металлургической про­мышленности. Классическим примером использования силы вод для механизации производства служили заводы и рудники Алтайского края.

В составе Алтайского горно-металлургического комплекса три производственных узла располагались в бассейне верхнего Алея - Змеиногорск, Верх-Алейское, Локоть. Строительство гидросиловых объектов для рудничной и заводской базы в названных точках зна­чительно отличалось от однотипных производств в других местах, на реках Шульбе, Белой (Колывано-Воскресенский завод), Барнаулке, Калманке (Павловский завод), Нижнем Сузуне, Томь-Чумыш (Томский завод). На названных реках были построены большие плотины для накопления огромных запасов воды. Сразу за плотиной распо­лагались "фабрики", механические производства, корпуса, cклады. Строительство высоких плотин с глубоким водозабором было нужно для того, чтобы вода в пруде не промерзала, чтобы выше колеса был достаточный запас воды. Опасность подобных гидроустановок состояла в том, что в случае прорыва плотины сам завод был бы разрушен. Так произошло с Шульбинским заводом, а его стройку забросили. В 1785 г. барнаульская плотина была спасена от раз­рушения лишь благодаря героическим усилиям трудового люда. Подобная участь постигла эту же плотину и в 1793 г. Павловская плотина и завод были разрушены в паводок 1793 г., река Касмала пошла по другому руслу в обход плотины. Было построено но­вое тело плотины. Катастрофы происходили на равнинных реках. Поэтому от строительства заводских комплексов при плотинах на быстром Алее отказались. Но строить заводы там, где близко до­бывалась руда, было необходимо и русские механики и гидротехники пошли по другому пути: они построили в верховьях Алея гидросиловые установки деривационного типа. Первым в России на такой риск пошел И. И. Ползунов. В 1754 г. он построил легкую плотину на р. Змеевке, отвел от нее в сторону канал (деривация) и на пути поставил лесопильное устройство. Вода приводила в действие механизмы. При прорыве плотины три года спустя фабрика не пострадала.

В середине 60-х годов ХVIII в. на р. Карболихе гидротехник К.Д. Фролов построил на деривации уже целую систему гидроустано­вок: на одном канале каскадно располагались три рудопромываль­ных и толчейных механических производства.

Наиболее блестящие идеи И. И. Ползунова осуществил Д.Ф. Голо­вин. Он решил построить сереброплавильные заводы на основном русле Алея, используя схему деривационных устройств. При сущест­вующей технике ручного труда построить плотину для огромного на­порного пруда было фактически невозможно. Как известно, суммар­ный объем весеннего половодья у Верх-Алейки составляет 523, у с. Локоть 690 млн. м³, а расход воды в половодье достигает от 235 до 330 м³/сек (Д.С. Чураков, 1976), катастрофические же расходы в два-три раза выше. При таком напоре воды приплотинная схема расположения заводов несомненно обернулась бы катастрофой.

Д.Ф. Головин в 1774-1775 гг. выше с. Староалейского на правом притоке Алея устроил слановую плотину, которая, подпирая воду всего на 1,4 м, служила своеобразным порогом на пути воды. Из образовавшейся запруды вода по каналу длиной 341 м подводилась к колесам завода. Перепад от уровня воды в Алее до уровня воды в отводном канале после колеса уже составлял 5 м. Этого оказа­лось вполне достаточно, чтобы гидросиловая установка действова­ла исправно и обслуживала серебросвинцовый Алейский завод.

В паводок 1776 г. головное сооружение было прорвано, завод не пострадал. Плотину с водозабором перенесли, и через специаль­ный прорез воду направляли на головной водозабор деривации. Ре­конструкцию производили в 1785 и в 1798 гг.

К нашему времени сохранились заметные следы деривации Алейского завода.

Тот же мастер в 1782 г. построил гидросиловую деривацион­ную установку для Локтевского серебросвинцового завода. Схема была решена несколько по-иному, полностью использовались топо­графические условия местности.

Дорофей Головин и его помощники удачно выбрали локтевой изгиб русла Алея и построили деривацию длиной более 8 км. На деле было доказано, что в суровых сибирских условиях дериваци­онные установки могут действовать (и действовали!) успешно.

На Локтевском заводе вода после отработки на колесе сбрасыва­лась в специальный шлюз и попадала в Ивановский исток. Лишние воды весеннего паводка также по шлюзу сбрасывались в Ивановский исток. Шлюз был проложен параллельно каналу, длина его 3,4 м. Тем самым гидросиловые установки не подвергались разрушению в нижнем бьефе. Общий подъем воды от уровня забора в Алее и при падении на колесо составлял до 5 м, устройство приводило в дей­ствие четыре колеса. Установка обслуживала восемь рудоплавильных печей, лесопилку, толчейную установку (см. рис. 1; ГААК, ф.50, оп.19, д.8186; 1807 г.). Завод работал до конца XIX в.

Гидросиловые установки Д.Ф. Головина на Алейском и Локтевском заводах, т.е. на основном русле Алея, кроме своих гидротехнических достоинств были замечательны еще и тем, что они не нарушали естествен­ного водного режима Алея. Во 2-й половине 80-х годов ХVIII в. К.Д. Фролов на Змеиногорском руднике создал новый гидротехничес­кий каскад. Для этого он построил другую плотину на р. Змеевке, выше плотины И.И. Ползунова. Высота плотины 18 м, ширина по верху 12 м, длина верхнего гребня 160 м. Вода сначала шла по подземному каналу, затем по открытому и при­водила в действие лесопилку. От пильной мельницы все тот же по­ток шел под землей к рудоподъемной машине на двойное наливное колесо диаметром 4,3 м. Затем поток вновь бежал по каменному туннелю и падал на колесо диаметром 18 м. Далее через некоторое расстояние этот же поток приводил в действие колесо диаметром 15,6 м, после чего вода бежала по штольне и, наконец, сбрасыва­лась по каналу в ту же речку Змеевку далеко от плотины. Вода, попавшая в головной забор канала, пробегала в общей сложности свыше 2200 м. В начале XIX в. в Змеиногорске был построен боль­шой сереброплавильный завод. Его механизмы приводились в движение силой воды все того же деривационного канала.

В конце ХVIII - начале XIX вв. другие гидросиловые установки деривационного типа была осуществлены при строительстве Гавриловского завода на реке Б. Талмовой на Салаире и при строительстве Гурьевского завода на р. Бачат.

Проектировался большой завод на р. Нене системы Бии. Гидротехник П.Н. Залесов в 1810-1811 гг. произвел тщательное гидроло­гическое изыскание, осуществил нивелировку русла, рассчитал рас­ход воды, запроектировал судоходный канал длиной 21 км от плотины до р. Бии. Но этот проект не был осуществлен.