Moskvas vattenförsörjningssystem är dricksvattenförsörjningssystemet för Moskva, den äldsta tekniska strukturen i huvudstaden [1] . Det officiella datumet för framträdandet anses vara 1779, när Katarina II utfärdade ett dekret om skapandet av den första vattenledningen i Moskva , som levererar vatten till staden från Mytishchi-källorna [2] . Från Ivan Kalitas tid hade Moskva vattenintag och distributionssystem, men de hade inte stadsstatus och försåg främst Kreml [3] . Sedan 1700-talet började utvecklingen av den centrala stadens vattenförsörjning - Moskvoretsky- vattenförsörjningssystemet följde Mytishchi-vattenförsörjningssystemet , båda utökades och kompletterades upprepade gånger [4] . 1937, med öppnandet av Moskvakanalen , kom Volga- vatten till huvudstaden [5] . För närvarande är Moskvas vattenförsörjning en del av Mosvodokanal OJSC [6] [ 7] .
Enkla metoder för vattenförsörjning har varit bekanta för det ryska folket sedan antiken, redan på XII-talet fanns det gravitationsvattenrör och avlopp [3] . I Moskva byggdes den första vattenledningen redan på Ivan Kalitas tid . Det fanns en hemlig brunn i Kreml , vatten tillfördes den genom trärör och steg med hjälp av en trampbrunn - ett stort hjul som vändes av bönderna och trampade på de breda tvärbalkarna [8] [9] . År 1367, när Dmitrij Donskoy beordrade att innesluta Kreml med en stenmur med torn, lades ett rör utmed Ivan Kalitas tidigare vallgrav för att dränera "orent vatten" cirka 200 linjära meter långt [10] . Enligt krönikor försvarade stadsborna 1382 stadsmuren genom att hälla kokande vatten över tatarerna i Tokhtamysh som belägrade Moskva [11] .
År 1492 beordrade Ivan III byggandet av den första gravitationsvattenledningen, som började från en källa vid foten av Arsenal Tower [8] [12] . Enligt Pyotr Fryazins projekt byggdes vattenläckor, jakfloder som rinner genom hela Kreml-staden för att sitta på "grunden för stenvattenläckor" [13] . Vattnet kom från en källa under Dog Tower och rann av gravitationen längs ett underjordiskt tegelrör till Trinity Tower . Nyckeln i fängelsehålan i Arsenaltornet var så stark att de 1894, under forskningsarbete ledd av Nikolai Shcherbatov , när de försökte pumpa ut vattenhorisonten, kunde de inte ens sänka vattennivån med 250 mm. Den 24 mars 1935, under utgrävningarna av tornfängelsehålan under ledning av arkeologen Ignatius Stelletsky , svämmade vattnet från källan över hela det röjda utrymmet, men försvann helt efter två veckor [14] . Uppgifter om vårens öde är motsägelsefulla: enligt en uppgift försvann den i slutet av 1800-talet efter att en avloppsuppsamlare lagts nära tornet [15] , enligt en annan finns den fortfarande [16] .
De första hydrauliska strukturerna dök upp runt Kreml i början av 1500-talet [11] . 1508 beordrade Vasilij III Aleviz Fryazin att bygga en stenvallgrav "runt Moskva" och reparera tegeldammar. Alevizovdiket gick genom Röda torget och var 541 m långt, 36,4 m brett och 8,5 m djupt, och mitt emot Konstantinovskaya-tornet var dess djup 13 m. Vattnet till detta dike togs från floden Neglinnaya och hölls av slussar [12 ] .
På 1500-talet var Moskva den största staden i Europa , så frågan om dess vattenförsörjning var mycket viktig. Huvudstaden led av förödande bränder - bara 1537 brann Moskva ner tre gånger, och i en brand den 21 juni exploderade källare med krut , katedraler och kungliga kammare förstördes [17] . Senare, 1626 och 1629, brann hela Kreml, Kitay-gorod och större delen av centrum ut [18] .
På 1600-talet i Ryssland var cacher det vanligaste sättet att förse städer med vatten : vanligtvis byggdes en brunn vid basen av fästningens torn , in i vilken vatten tillfördes genom trärör från närmaste källa eller flod [19] . Cacher var avsedda för försvar i händelse av en belägring , men det var omöjligt att snabbt ta vatten från dem för att släcka bränder, och ofta brann dessa strukturer ut tillsammans med staden [20] .
Under 1700-talet fick Moskvas vattenförsörjning ännu viktigare ekonomisk betydelse - i Kreml fanns ett bryggeri , en kvassfabrik , ett bryggeri , en honungsfabrik och liknande anläggningar, verkstäder (där mer än 300 hyrda hantverkare arbetade) , ett tunnbinderi , ett vaxslakteri , en tvättstuga , ett badhus , ett stall för 150 hästar - och allt arbete krävde vatten. Den levererades till häst - speciella vattenkärror och tunnor delades ut , som installerades på torgen. Leveransen av vatten till den branta Kremlkullen var dyr, 1626 betalades 3 altyn för att lyfta fyra tunnor [21] .
Den andra Kreml-vattenledningen byggdes under tsar Mikhail Fedorovich [18] 1633 enligt ett gemensamt projekt av engelsmannen Christopher Galovey och de ryska mästarna Antip Konstantinov och Trefil Sharutin . År 1532, i London , byggde Peter Maurice ett vattenhjul med vertikala pumpar , men Kremls vattenförsörjning i Galoveya var ännu mer perfekt - vattnet steg till en stor höjd (35-40 m), och dess system eliminerade faran för hydraulik stötar [22] . Vatten till denna vattenledning togs från Moskvafloden [22] , strömmade med gravitation in i en brunn med en diameter på 4 m och en bredd av 5-6 m på nedre våningen av Sviblova-tornet och därifrån tillfördes det med hjälp av en hiss, så tornet fick sitt moderna namn - Vodovzvodnaya [8] [23] . Från brunnen i Vodovzvodnaya-tornet strömmade vatten in i en trycktank fodrad med bly , och därifrån strömmade det genom blyrör med en diameter på 50-63 mm till Sytny- , Kormovaya- , Khlebenny- , Konyushenny- och Poteshny- palatsen i Kreml, samt till verkstäder och trädgårdar [18] [22] .
Det finns två åsikter om lyftmaskinens karaktär. Enligt den första sattes den i rörelse med hjälp av ett hästrusande hjul (cirkulär topchak) [8] , som användes flitigt i England redan i slutet av 1300-talet, men på 1500-talet var det redan ur bruk [24] . En sådan anordning måste placeras under brunnen och medförde en risk för kontaminering på grund av placering av arbetsdjur i nära anslutning till vattnet. Det är osannolikt att Galoway skulle ha installerat en föråldrad design, dessutom, enligt vittnesmål från utlänningar, "kostade en vattenlyftmaskin flera fat guld ". Enligt den andra versionen höjdes vattnet med hjälp av en bärare eller arenahäst - en anordning med en radie på sju meter, som bara kunde placeras utanför tornet. Det finns flera vittnesmål om detta: till exempel, på graveringen av Kreml av Peter Picard, daterad före 1715, gränsar en stor icke-bostadsbyggnad till Vodovzvodnaya-tornet, som skulle kunna fungera som ett rum för en transportbil. I planen för Moskva Olearius , på samma plats, är en rund struktur avbildad med signaturen "vattenförsörjning" [24] .
Kremls vattenförsörjningssystem fullbordades och förbättrades upprepade gånger av olika specialister - till exempel vattenförsörjningsmästaren Ivan Erokhov, som 1681 utrustade Izmailovsky-palatsets bad ; 1684 utökade mästaren Galakhtionko Nikitin Kremlnätverket till tre palats och stall. För att öka trycket byggdes 1687 ett vattentält, vind, lari och fontäner i Kreml [25] . Vattenförsörjningen i Kreml byggdes tidigare än i många europeiska städer och tillförde cirka 4 tusen hinkar vatten per dag (50 m³) [26] och utvecklades under flera decennier till ett komplext system med vattentryck, reservtankar, ett omfattande nätverk av rörledningar och gatuvattenintag [27] . Kremls vattenförsörjning fungerade i drygt ett sekel tills den förstördes av brand 1737 [8] .
Mytishchi-vattenledningen var den första i Moskva och i Ryssland , den designades av Katarina II :s dekret av militäringenjör Friedrich Bauer 1778 och transporterades till Moskva från Mytishchis nyckelkällor 1779-1804 [2] . På grund av byggarnas bristande erfarenhet av att bygga sådana system gjordes misstag i utformningen av Mytishchi-vattenledningen och den måste ständigt rekonstrueras, och för att möta efterfrågan på vatten i den ständigt växande huvudstaden var det färdigställt och utökat. Enligt Bauers beräkningar skulle vattentillförseln vara 300 000 hinkar per dag, 1858 höjdes den till 500 000 hinkar, 1892 - upp till 1,5 miljoner, upp till 4 miljoner hinkar. Vid den tiden hade Mytishchi-källorna "överansträngda" [28] och återflödet av vatten från dem hade minskat avsevärt, dess sammansättning försämrades och hårdheten ökade, Yauza-floden blev grund [29] . Huvudstaden behövde akut en ny källa för dricksvatten, i brist på alternativ valde de Moskvafloden [30] . Vatten från Mytishchi-källorna levererades till huvudstaden fram till 1962, vid den tiden fanns det praktiskt taget ingenting kvar av vattenförsörjningssystemet byggt under Catherine II. Endast Rostokinsky-akvedukten , Nikolsky och Petrovsky- fontänerna har överlevt som ett monument till denna struktur [23] [1] .
Vattenförsörjningssystemet Moskvoretsky byggdes enligt Nikolai Zimins projekt [31] i två faser: 1900-1908 och 1908-1912, lanserat 1903. Den lades från Rublev , där Moskvafloden var den renaste [32] och ansluts till Mytishchi-vattenledningsnätverket, och utökades sedan avsevärt under genomförandet av Moskvas vattenplan . För första gången i Ryssland installerades preliminära filter vid Rublevsky-vattenkraftskomplexet i Moskvoretsky-vattenledningen, då erkändes vattenkvaliteten som en av de bästa i världen [33] . Vattenförsörjningssystemet Moskvoretsky överträffade avsevärt Mytishchis vattenförsörjningssystem på grund av dess integritet; det designades ursprungligen med hänsyn till tidigare erfarenheter och misstag, och tog även hänsyn till dynamiken i stadens tillväxt och ökade vattenbehov [28] .
Huvudproblemet med Moskvoretsky-vattenledningen var Moskvaflodens vattenregime - liksom de flesta andra floder i den europeiska delen av Ryssland matas den till mer än hälften av snö. I detta avseende är vattennivån i floden mycket ojämn beroende på årstid - vårens översvämningar på grund av snösmältning kan höja floden upp till åtta meter, men på sommaren blir den grunt och är på många ställen täckt av vadställen . Det växande kapitalet behövde en mer stabil och kraftfull källa för intag av dricksvatten och sjöfart [34] . Även om vattnet från Moskvoretsky-vattenledningen erkändes som ett av de bästa i världen när det gäller kvalitet [35] , påverkades Moskvafloden, tillsammans med dess bifloder, avsevärt av aktivt vattenintag, inom staden var det mindre än en meter djup och förorenad med avloppsvatten [36] . Dessa problem föranledde utvecklingen av en plan för att översvämma Moskvafloden med Volga-vatten och skapa Moskva-Volga-kanalen .
1932-1937, enligt planen för den andra femårsplanen , byggdes ett helt komplex av hydrotekniska anläggningar (mer än 240) i Moskva, med hjälp av Volga-vattnet från Moskvakanalen [37] . Kanalen var en av "århundradets konstruktioner" i Sovjetunionen - den förändrade radikalt Moskvas vattenförsörjningssystem och gjorde den till en "hamn med fem hav" [38] . Under fyra år och åtta månaders kanalbygge, mer än 200 miljoner m³ markarbeten utfördes och 29 miljoner m³ betong lades, mer än en miljon människor arbetade på byggarbetsplatsen. Lanseringen av kanalen löste flera viktiga uppgifter på en gång: att leverera dricksvatten till huvudstaden, förbättra det sanitära tillståndet för floderna inne i staden, generera energi och tillhandahålla sjöfartsförbindelser med Volga [39] .
1950 överfördes vattenkraftsanläggningarna i Uglich och Rybinsk till kanalens ledning , 1958 - Moscow-Oka Basin Track Administration med vattensystemet med samma namn och Tezyanskaya-slusssystemet [40] .
Östra vattenverketDen östra stationen sjösattes 1937 [41] , fram till november 1961 kallades den "Stalins vattenverk" [42] . Dess konstruktion ingick inte i det allmänna komplexet av Moskva-Volga-kanalen, därför anförtroddes det flera gånger till olika avdelningar - från början utfördes projektet av Moskvas stadsfullmäktige , sedan Moskvavolgostroy , från slutet av 1937 genomfördes konstruktionen ut av en oberoende organisation under kontroll av NKVD [43] . Den östra stationen var den största i och en av de största i världen; för första gången i Sovjetunionen introducerades vattenozoneringsteknik vid den [41] .
Under byggandet av stationen uppgick utgrävningen till 1 430 tusen m³, 25 km vägar lades över territoriet och kraften hos installerade elmotorer var 17 500 kW [44] . Det totala antalet byggnader och strukturer vid stationen är 56, volymen är cirka 1 miljon m³. Enligt den ursprungliga designen designades stationen för att bearbeta och leverera 50 miljoner m³ vatten per dag till vattenförsörjningsnätet, med utbyggnad av enskilda länkar - upp till 60 miljoner m³ [45] .
Hydroteknisk konstruktion i Moskvaflodens bassäng under tiden efter andra världskriget bestod huvudsakligen i skapandet av reservoarer, och de flesta av dem byggdes enligt projekten 1913-1929 [46] .
Mozhaisk vattenkraftskomplexMoshydroenergoproekt har utvecklat Mozhaisk-navprojektet sedan 1948, byggandet började 1955 och redan 1961 slutfördes fyllningen av Mozhaisk-reservoaren . Ursprungligen inkluderade vattenkraftsprojektet skapandet av en reservoar med långsiktig reglering av vattenflödet och en fyllning på 97-98%, vilket skulle skapa ett hot om översvämning av Borodinofältet . Byggplatsen valdes som anpassningen av Moskvafloden nära byn Marfin-Brod [46] . I slutprojektet inkluderade Mozhaisks vattenkraftskomplex ytterligare två reservoarer - Ozerninskoye och Ruzskoye , på vilka det västra vattenverket senare byggdes [47] .
Samtidigt med byggandet av Mozhaisks vattenkraftskomplex skapades dammar vid Kolochfloden nära Staroye Selo och vid Bodnyafloden. Den första var avsedd att skydda Borodinofältet från översvämningar från Mozhaisk-reservoaren, den andra - att skydda den omgivande skogen och jordbruksmarkerna [46] .
Dams1960 började Hydroproject- institutet utveckla planer för dammar vid floderna Ruza och Ozerna , byggnadsarbeten utfördes av väg- och brobyggnadsavdelningen i Moskvas stadsfullmäktige. Ruza- och Ozerninsky-noderna baserade på dem fungerar som ett enda hydrotekniskt komplex, vilket gör det möjligt att öka den långsiktiga regleringen av flödet från Moskvaflodens bassäng. Ruza-reservoaren fylldes 1966, vattenkraftskomplexet ligger i linje med byn Palashkino , Ozerninskoye - 1967, platsen för vattenkraftskomplexet - nära byn Vasilyevskoye [46] .
1963, för att höja nivån på Moskvafloden ovanför staden, byggdes en hopfällbar damm nära byn Petrovo-Dalnee . Det var planerat att dammen skulle fungera från 15 maj till 1 november, i modern tid är dammen inte monterad och används endast som gångbro på sommaren [46] .
Den yngsta reservoaren i Moskva-regionen - Verkhneruzskoye - bildades tack vare en damm nära byn Cherlenkovo och fylldes 1989. Det ligger i de övre delarna av Ruza och blev det sista föremålet för det vattentekniska systemet Vazuz [41] .
Vazuza hydraulsystemProjektet med Vazuz Hydrotechnical System (VGTS) föreslogs av Hydroproject Institute 1959 och godkändes av den verkställande kommittén för Moskvas stadsfullmäktige. Konstruktionen började 1971 i den övre Volga-bassängen vid Vazuzfloden , dess bifloder och Ruza [48] . VGTS lanserades 1977 [49] , den inkluderade Zubtsovskys vattenkraftskomplex vid Vazuzfloden [50] och Karmanovskys vattenkraftskomplex vid Yauza [51] . Fram till 1987 fortsatte det att byggas hjälpanläggningar för det hydrauliska systemet: tre pumpstationer, tre differentialvattenkraftverk, tre vattenkraftskomplex och två kanaler med en total längd på 19,4 km. Som ett resultat var ytan på VGTS 15740 ha (157,4 km²), den totala längden var mer än 200 km och den totala vattenvolymen var cirka 0,74 km³ [49] .
VGTS tillhör Moskvoretskys vattenledning och används som reserv, förvaltad av Mosvodokanal och är den mest avlägsna delen av Moskvas vattenförsörjningssystem [49] .
Norra stationenDen norra dräneringsstationen planerades redan på 1930-talet, men på grund av det stora fosterländska kriget försenades bygget kraftigt. Stationen byggdes 1947 av tillfångatagna tyskar och fortsatte av sovjetiska fångar som överfördes till ett speciellt skapat Markov-arbetsläger . Öppnandet av stationen ägde rum den 12 april 1952. Vatten tillfördes från tre nya reservoarer: Mozhaisky, Ruzsky och Ozerninsky [52] [53] .
År 2017 är Northern Water Treatment Plant den största av Moskva-stationerna [37] och förser dagligen staden med 750 tusen m³ vatten per dag, försörjer de norra, nordöstra och centrala delarna av staden [52] . Till skillnad från andra stadsstationer fungerar Severnaya på två vattenkällor - Klyazma- och Uchinsky- reservoarerna, för var och en av vilka en separat teknisk linje har byggts [53] .
Western WaterworksDet västerländska vattenreningsverket lanserades 1964, det är den yngsta stationen i Moskva. Det utvecklar all ny teknik och utrustning, till exempel var det här som 2006 började renas vatten med ozonsorption och membranfiltrering och flytande klor ersattes med säkrare natriumhypoklorit [54] . 1964 försåg den västra stationen Moskva med 175 000 m³ vatten per dag, under de 45 åren sedan lanseringen har dess tillgång ökat hundra gånger [55] och nu förser den staden med 34 % av dricksvattnet [54] . 2012 togs en ny vattenbehandlingsenhet för 250 tusen m³ per dag i drift vid den västra stationen, detta vatten levereras till Konkovskys regleringsenhet och ger vatten till cirka 1 miljon invånare i områdena Tyoply Stan , Yasenevo , Konkovo , Lomonosovsky , norra och södra Chertanovo , Biryulyovo , norra och södra Butovo [56] .
År 2002 lanserade Rublyovskaya vattenverk det första blocket av anläggningar med avancerad vattenbehandlingsteknik med en kombinerad teknik för ozonering och sorption på aktivt kol . Samma år började de första snösmältningsstationerna att fungera som använde värmen från avloppsvatten för att transportera snö till reningsverk [57] .
Yugo-Zapadnaya vattenverk grundades 2003 och lanserades den 8 november 2006 [58] , för första gången i Ryssland, användes tekniken för membranultrafiltrering för att rena dricksvatten i industriell skala. Konstruktionen utfördes av det österrikisk-tyska konsortiet "BTE Wassertechnik GmbH" som ett investeringsprojekt enligt " BOOT "-modellen ("bygga, äga, driva, överföra") [59] . Stationens kapacitet är 250 tusen m³ per dag, alla tekniska processer är automatiserade och kräver ett litet antal personal [58] . Stationen blev en del av ett enda komplex med Zapadnaya [59] , och 2017 blev den Moskvas egendom [57] .
Under 2007 och 2013 började reningsanläggningarna Lyubertsy och Kuryanovsk använda tekniken för ultraviolett desinfektion av behandlat avloppsvatten [60] . De kan ta bort 3,125 respektive 3,0 miljoner m³ avloppsvatten dagligen, vilket är en av de högsta nivåerna i världen [50] . Ultraviolettbehandling låter dig rena vatten från patogena bakterier och virus , såsom giardia , dysenteriska amöbor , koleravibrios, hepatitvirus , etc. Detta är viktigt för att upprätthålla hälsan hos akvatiska ekosystem , eftersom vattenvolymen avleds från Lyubertsy och Kuryanovsk behandlingsanläggningar är lika med den totala volymen av Moskva- floder i mitten och nedre delarna [61] [62] .
Enligt officiella uppgifter, under perioden 2005 till 2015, har kvaliteten på vattnet i stadsnätverket ökat avsevärt, varje dag tar Mosvodokanal-anställda cirka 6 tusen prover av vattenkvalitet och sammansättning, ytterligare 450 automatiska analysatorer arbetar kontinuerligt med alla större vattenkällor. Anställda på Mosvodokanal hävdar att kranvatten i huvudstaden kan drickas utan ytterligare rening och filtrering [63] .
Enligt uppgifter från 2006 var vattenförbrukningen i Moskva mer än 4,5 miljoner m³ per dag. För närvarande utförs stadens vattenförsörjning från två system - Moskvoretsko-Vazuzskaya [64] och Volzhskaya [58] , fyra största vattenreningsstationer fungerar på dem: Severnaya, Vostochnaya, Zapadnaya, Rublevskaya [63] . Vattenintagskällor finns i tre regioner - Moskva , Smolensk och Tver [65] . 2012 omorganiserades Mosvodokanal till ett öppet aktiebolag , för närvarande ägs 100% av aktierna av staten . Samma år var han det första ryska företaget att börja implementera principerna i Kyotoprotokollet : värmekraftverk byggdes vid avloppsreningsverken Kuryanovsky och Lyubertsy, som drivs av biogas från rening av avloppsslam. Driften av dessa stationer gör det möjligt att minska utsläppen av växthusgaser och dessutom få upp till 160 miljoner kWh el per år [66] .
Som en del av My Street-programmet rekonstruerade Mosvodokanal 2016 23,5 km vattenförsörjningsnät. I början av 2017 anlades 25 km nya vattenledningsnät, i slutet av 2017 är det planerat att öka denna siffra till 50 km [67] .
För 2017 består strukturen av Moskvas vattenförsörjningssystem av fyra element: källor för vattenintag, ett rörledningsnätverk, system för att leverera tekniskt och hushålls- och dricksvatten. Huvudstrukturerna för Moskvas vattenledning är:
New Moscow har nyligen kommit in i täckningsområdet för Moskva-nätverket . Enligt data för 2017 tillförs 30 tusen m³ vatten per dag till de nya distrikten, till 2035 är det planerat att öka tillförseln till 348 tusen m³. Planen för utvecklingen av Mosvodokanal för de kommande åren inkluderar byggandet av 42 nya vattenintagsenheter och återuppbyggnaden av 45 befintliga, samt anläggandet av 235 km av ett nytt vattenförsörjningsnät [69] .
På det förhistoriska Moskvas territorium flödade cirka 150 floder och bäckar inom de moderna stadsgränserna, cirka 60 av dem hade ett konstant flöde. De allra flesta av dem är nu kanaliserade och begravda [70] . År 1960 fylldes 700 dammar i staden [71] .
Den första var innesluten i Neglinnaya- samlaren , till och med Friedrich Bauer, i sitt projekt av Mytishchi-vattenledningen, föreslog att fylla upp en del av dess kanal . 1819 togs floden slutligen ut i avloppet och försvann från kartan över staden. Men på grund av tekniska felräkningar började det orsaka allvarliga översvämningar i den centrala delen av staden upp till fem gånger om året, så under nästan hundra år måste samlarvägen ständigt rekonstrueras [72] .
Under andra hälften av 1800-talet började masskanalisering av andra floder i Moskva, främst på grund av deras dåliga sanitära tillstånd. Under denna tid togs Kabanka , Bubna , Protok , Chertory , Sivka , Olkhovets och andra bort under jorden [73] .
I början av 2000-talet var nästan hela Moskvaflodbassängen inblandad i ekonomisk användning, de flesta naturliga reservoarer och floder omvandlades eller förstördes [71] .