История водоотведения Санкт-Петербурга

Развитие такого большого промышленного центра, как Петербург прошлого века, не могло не заставить обратить пристальное внимание на вопросы водоотведения. Фекальные стоки в каждом доме попадали в дворовые выгреба и периодически вывозились ассенизационным транспортом. При организации местных водопроводов и особенно централизованного городского водопровода в 1863 году количество нечистот резко возросло, и вывоз их требовал значительных средств. По мере увеличения населения Санкт-Петербурга и применения ватерклозетов сточные воды из них и выгребных колодцев повсеместно сливались в систему труб и каналов, проложенных первоначально для осушения территории и отвода атмосферных вод.

Собирание нечистот и их вывоз, как и в других городах России, являлось индивидуальным делом отдельных лиц и в редких случаях осуществлялось организованными товариществами. Для сбора нечистот использовались, начиная с момента рождения города, различного рода приемники, выгреба, ямы и ящики. Они могли быть открытыми и закрытыми. В жилых домах применялись в основном выгреба, помойные ямы и навозные ящики для сбора помета от лошадей и других животных. Наиболее распространенными были «постоянные и подвижные» выгребы. «Устройство их видоизменяется по тому, назначаются ли они заключать нечистоты в смешанном состоянии жидких с твердыми или отдельно...» [3].

К 60-м годам XIX века были выработаны основные требования к «постоянным выгребам». Выгребы «должны быть непроницаемы, препятствовать просачиванию жидкости и проницанию газов, хорошо вентилируемы... Лучшая форма для выгребов ... прямая цилиндрическая. Для облегчения очистки... дну их надобно придавать форму, сходящуюся к одной точке в виде полукруглого свода.... Отверстие, оставляемое в своде для прохода, делается достаточным для опускания разом двоих, потому что иногда происходят удушение рабочих газами» [3]. Внутренняя поверхность покрывалась непроницаемым смолистым составом. Рекомендуемыми материалами являлись «песчаник, глинистые сланцы; за неимением их можно употребить кирпич, но сильно выжженный... толщиною равною 1/3 длины, при кладке которого должно уменьшать как возможно швы. В Санкт-Петербурге лучший материал для выгребов – бутовая плита» [3].

Конструкция выгребов зависела от способа сепарации (отделения жидких частей от твердых), каковых в то время существовало три: переливание, фильтрование и прилипание. Способ переливания применялся большей частью к постоянным выгребам. На рис. 1 показан пример устройства постоянных выгребов, а на рис. 2 и 3 – подвижных с различными способами сепарации.

Тем не менее, в Санкт-Петербурге постоянные выгребы исторически устраивались преимущественно из дерева, пластин или бревен, «без всяких вспомогательных улучшений» [2]. Учитывая наличие неплотностей между ними, а также способность дерева пропускать жидкость через себя, жидкие нечистоты просачивались сквозь стенки и пропитывали грунт, окружающий выгреба или другие приемники нечистот, «нечистыя жидкости фильтруют в грунт, распространяясь в нем повсеместно, где, разлагаясь, выпускают газы, портящие воздух» [2]. Предлагалось обводить выгреба дренажными трубками с выпуском воды в городские сточные трубы и коллекторы, но состояние последних в городе было совершенно неудовлетворительным. При этом вообще о пользе дренирования в таком городе, как Петербург, говорилось много. Приводились примеры, что с устройством дренажа в городах Англии смертность населения значительно уменьшилась.

Такой способ удаления нечистот приводил к загрязнению водных протоков, с которыми связаны канализационные трубопроводы. Так началось повсеместное загрязнение рек и каналов, находящихся в пределах города. Предлагаемое устройство дренажных систем могло решить на тот период проблему отвода жидких стоков в многочисленные водные протоки города, особенно в Неву, имеющей огромный суточный расход воды. Во многих крупных городах мира стоки дезинфицировались перед спуском в систему под наблюдением полиции. Например, во Франции ежедневно в 9 часов вечера производилась очистка и дезинфекция выгребов. Предлагалось и в Петербурге «исправное устройство и содержание» выгребов обеспечивать постоянным надзором полиции. Жидкие стоки, предварительно дезинфицируя, выпускать в городские сети, а выпуск твердых частей в трубы запретить. При этом предлагалось увеличить число подвижных выгребов во вновь строящихся домах. В это же время ведутся оживленные дискуссии по устройству в Петербурге «публичных писсуаров», но и здесь вопрос упирался в устройство подземных выгребов, а также в проблемы с водоснабжением в зимнее время.

Следует отметить, что в конце семидесятых и в восьмидесятые годы положение по удалению нечистот несколько улучшилось. Это было связано с усилением надзора полиции за своевременным и более частым удалением нечистот из выгребов, а также употреблением средств против зловония.

В этот же период были введены герметичные бочки для вывозки нечистот. Это было связано с появлением Петербургского Товарищества ассенизации, которое и стало применять эти бочки. Товарищество, действовавшее вначале частным образом, было узаконено 23 мая 1875 года.

Стихийно возникшая система канализационных трубопроводов Санкт-Петербурга в современной трактовке может быть названа общесплавной. Вопрос о строительстве в городе канализации, соответствующей санитарным требованиям, стал очень актуальным в 60-х годах XIX в. Необходимость строительства в городе канализации вызывалась постоянным, хотя и медленным, ухудшением состояния водных протоков и периодически возникающими эпидемиями инфекционных болезней. Как говорилось выше, значительным толчком к осуществлению в городе канализации послужило строительство водопровода. Дальнейшее развитие водоснабжения не могло осуществляться при отсутствии канализации. Эта взаимосвязь выявилась сразу же после ввода в действие централизованного водопровода. Строительство уличных подземных водосточных труб производилось на средства города, и ведал ими Комитет городских строений, а 2 сентября 1864 года при городском самоуправлении была учреждена специальная «городская комиссия по устройству в С-Петербурге мостовых и труб для отвода нечистот».

В 1865 году комиссией был объявлен конкурс на составление проектов для отвода нечистот из домовладений и устройства мостовых в городе. В условиях конкурса отмечалось, что при проектировании городской канализации необходимо учитывать наличие существовавшей тогда системы подземных каналов и трубопроводов.

Грунтовые воды и приспособления для дренажа почвы

«Одною из важных санитарных мер в населенных местностях признается сохранение постоянного уровня грунтовых вод, для чего нужно обыкновенно при устройстве водостоков озаботиться надлежащим дренажем почвы».

Вопросы канализации Санкт-Петербурга всегда были тесно связаны с вопросом дренирования почвы, который с момента основания города был едва ли не самым важным. За время существования города гидрографическая сеть Петербурга претерпела значительные изменения. И если при возникновении города строились многочисленные искусственные каналы для осушения территории, то уже с середины XVIII века стали засыпаться ненужные (как тогда полагали) каналы, ручьи и водоемы. Береговая линия Невы и ее рукавов изменялась при строительстве набережных, берега спрямлялись, и у рек отвоевывались значительные пространства. Проблема защиты города от наводнений возникла с первым камнем, положенным в основание Петропавловской крепости. В городе постоянно изучались причины наводнений и разрабатывались проекты защиты. «Нет никакого сомнения, что большие поднятия или меньшие падения уровня Невы должны иметь важное влияние на положение уровня почвенных вод, даже и в том случае, если эти воды суть атмосферные» [4].

Повышение воды в Неве создавало постоянно проблемы и с водоотведением. «Мы видим очень часто, что возвышение уровня Невы, закрывая устья водосточных труб, положительно препятствует стоку нечистот по ним в каналы и реки; нередко же вода проникает по ним далеко в трубы и при наводнениях выступает даже на улицы» [2]. Поэтому с самого начала городская комиссия, учрежденная в 1864 году, обращала внимание на взаимосвязь низменного положения города, высокого стояния грунтовых вод и проблемы, которые может вызвать понижение уровня грунтовых вод при строительстве канализации, потому что «устройство канализации вызовет такое понижение грунтовых вод, которое может повлечь за собою гниение лежней под основаниями некоторых домов» [6].

Вопросы о грунтовых водах встали особенно серьезно при разработке первых проектов городской канализации. В.Линдлей в пояснительной записке указывает со ссылкой на издание Центрального Статистического комитета Министерства Внутренних дел 1870 г., что «воду в здешней местности... можно получить на 5 различных глубинах: тотчас же; на глубине 62 футов; на глубине 400 футов; на глубине 520 футов и, наконец, на глубине 600 футов» [4]. Он считал, что «почвенная вода есть следствие атмосферных осадков, но кроме этого ... Петербургская почва в верхних делювиальных и черноземных пластах» получает воду из Невы, и высота ее регулируется уровнем воды в Неве и независима от подземных источников. В 1872 году городская комиссия признала необходимость сбора информации по этому вопросу для разработки проекта городской канализации. Планомерное исследование почв города и положения грунтовых вод было впервые предпринято в 1874 году, когда было пробурено 46 скважин. Именно эти данные принимались в дальнейшем за исходные во всех проектах водостоков Санкт-Петербурга. Все скважины были пробурены в «незаречной» исторической части города. Несмотря на то, что эти скважины были также пробурены для наблюдения за положением грунтовых вод, замеры до 1876 года были выполнены только один раз – при бурении. В 1876 году Городская Дума сделала распоряжение «производить постоянные еженедельные наблюдения над уровнем почвенной воды, а равно и над температурой ея в 16 назначенных для этого пунктах в течении годового срока. И вместе с тем делать такие же наблюдения над уровнем и температурой Невы и каналов, что может привести к разъяснению вопросов о степени влияния в р. Неве и каналов на изменение уровня почвенных вод» [4].

Кроме этого, постоянно поднимался вопрос о загрязнении грунтовых вод при устройстве как выгребов, так и централизованной системы канализации. Отмечалось, что «грунтовыя воды не должны при этом иметь прямое сообщение с водостоками, так как при допущении такого сообщения и сточныя воды могли бы при известных обстоятельствах вытекать в грунт» [5]. Именно поэтому считалось необходимым обратить внимание на непроницаемость устраиваемых водостоков, особенно в связи с их прокладкой ниже уровня грунтовых вод – с одной стороны, по причине возможного загрязнения грунтовых вод, а с другой, из-за невозможности расчета расхода отводимых вод и сечения водостоков из-за нерегулируемого притока грунтовых вод. «С течением времени при плохом устройстве водостоков в них могут происходить разстройства, и приток грунтовых вод может значительно возрасти против первоначальных предположений» [5].

Кроме того, существовало мнение, что «если водосточные каналы уложены на достаточной глубине и с достаточным уклоном и количество грунтовых вод незначительно, то особыя дренажные приспособления могут и не быть необходимыми. Грунтовая вода, следуя по почве вдоль стенок каналов, стекает в пониженные точки сети» [5]. Считалось, что во всех европейских городах, где устраивались городские системы канализации, уровень грунтовых вод понизился до определенной отметки без устройства дренажа, «но действие подобного дренажа, состоящаго из водостоков, вдоль стенок которых стекает грунтовая влага, весьма неопределенно и не дает уверенности в его достаточности». Поэтому предлагалось при устройстве канализации в Петербурге «водосточные каналы окружить проводниками влаги: слоем крупнаго песка или гравия, самое лучшее идущаго до поверхности мостовой. При этом следует окружить песком и все колодцы, встречающиеся на пути водостоков... Этого простого средства бывает вполне достаточно, чтобы слой земли выше дна коллектора был сух и чтобы грунтовыя воды держались на одном постоянном среднем уровне» [5].

В Санкт-Петербурге во многих местах такого решения для обеспечения дренирования территории было безусловно недостаточно, и предлагалось в отдельных случаях устраивать «особыя дренажныя приспособления. Таковыми приспособлениями могут быть гончарныя и штейнгутовыя основания овалоидальных коллекторов, но ... этого рода подошвы имеют существенные недостатки и должны быть избегаемы. Равным образом нельзя вообще рекомендовать и укладку дренажных труб, хотя бы и независимых, под коллекторами. Несравненно лучше класть дренажныя трубы рядом с водосточными каналами или даже немного выше их. ...Для дренажа берут обыкновенныя гончарныя трубы без муфт, которыя и укладывают впритык в слое крупнаго песка или гравия. Диаметр ... этих труб ...зависит от количества отводимых вод и уклона, но обыкновенно делается в 11/2 - 2 дюйма (40-50 мм). При большом притоке лучше класть рядом две трубы, чем слишком увеличивать их диаметр. ... Если глубина заложения или вообще положение дренажных труб таково, что их нельзя устьями примкнуть к рекам и каналам, то для отведения собранной дренажем воды укладывают рядом с водосточными коллекторами особую отводную трубу. Но такое устройство обходится вообще дорого. Поэтому в подобных случаях устья труб закладывают в водосточныя колодцы, но при этом дренажная труба должна иметь глубокий гидравлический затвор и, чтобы во время летних засух от испарения в нем воды он не стал безполезным, должно устраивать его таким образом, чтобы было возможно пополнение его водою из водопроводной сети. Иначе зараженный воздух из водостоков мог бы проникать в почву. Для того, чтобы во время заполнения коллекторов сточною водою она не залила дренажа, устья дренажных труб должны быть снабжены затворами в виде небольшого щита или шарового клапана.

Это подтвердили и раскопки, проведенные в Эрмитаже в 1993-94 гг. Кладка каналов XVII-XIX веков, выполненная в 21/2 кирпича, не утратила своей водонепроницаемости до настоящего времени, несмотря на то, что их подошва расположена ниже уровня грунтовых вод (рис. 6). Проект водоотведения Большого Эрмитажа предусматривал прокладку новых труб внутри каналов XIX века, но об этом будет рассказано в следующих статьях.