ЭТАЛОН РОССИИ

Столетием же раньше всю тяжелую работу на металлургических заводах выполняли механизмы, приводимые в движение водяными колесами. И пруды — накопители вод, аккумуляторы энергии — нужны были не «для изящества ландшафта», а как необходимейший и существеннейший элемент любого металлургического предприятия XVIII века.

Но особое впечатление всегда производила плотина, сохранившая некоторые из своих функций и внешний вид для потомков и по сей день. Место для плотины выбиралось, “чтобы на обоих сторонах реки берега были круты и высоки, а грунт на месте водоупорен, но мягок,чтобы сваи бить и копать можно...”

Основным источником энергии для железоделательных заводов (так в 18 - 19 веках называли металлургическое производство) вплоть до 20 века являлась вода, а точнее водянные колеса, приводимые ей в движение. А для этого нужен был большой объем воды, который достигался путем обустройства пруда - возведением плотины на реке. Основное внимание уделялось возможности равномерного распределения водной энергии в течение всего года и мерам безопасности в критические периоды весеннего половодья. Выбор места на реке определялся стремлением построить короткую, широкую и высокую плотину (в отличие от длинных и невысоких плотин XVII века). Для этого требовалось найти участок с высокими берегами (от поверхности воды на 10 аршин, т.е. свыше на 7 м) с последующим понижением их вверх по течению. В месте основания или фундамента плотины желательно было избегать как слабого сыпучего, так и скального грунта. Подходящим местом плотине считалась и небольшая речная излучина.

Такое место нашлось: излучина практически 90 градусов; высокие берега по обеим сторонам. Только правый берег на протяжении 50 метров нужно было поднять, т.е. возвести плотину.

Излучина

По всей длине будущей плотины, отмеченной кольями, отрывали ров до твердого материка, глубиной много ниже дна реки. По краю рва, обращенному к будущему пруду вбивали 3  ряда свай.

На сваи уступами настилали ряж (бревенчатую решетку), перекладывая места соприкосновения со сваями мохом и забивая промежутки между поперечными бревнами глиной. После этого ряж выводили по краю, обращенному к будущему заводу.

Ряж

При этом оставляли отверстия для ларевого и вешнякового (вешнячного) прорезов, которые по обоим концам ограждали свинками, (4-угольные срубы с перегородками внутри, плотно набитые глиной).

Река Истья была перегорожена плотиной длиною в 101 сажень. Работала домна, сложенная из обожженного кирпича. Рядом стояли два угольных сарая и кузница, где ковали инструмент ручными молотами.

Плотина с вешняным прорезом и двумя ларевыми прорезами, сами «лари», тянувшиеся на десятки сажень к домнам, рудобойному молоту и разным фабрикам, огромные колеса составляли крупный и сложный гидроэнергетический комплекс того времени.

Построенная в 1713 г. "большая плотина через реку Истья с вешняным мостом и с разными ларями" была самым крупным заводским сооружением. Издержки на постройку заводского гидроузла в то время превышали обычно более чем в два раза стоимость остальных заводских построек вместе взятых. 

Ко времени окончания постройки плотина имела в длину 209, ширину 42,5, и высоту 6,5 м. Уровень "рабочей" воды (над порогом) в водохранилище достигал 3,6 м. Плотина делилась на четыре части: посередине-"вешняным прорезом"- водосбросом для выпуска из пруда излишней воды, и двумя "ларевыми прорезами"- водозаборами для подачи воды по системе заводского водопровода в заводские цеха на водяные колеса.

Основными строительными материалами при возведении плотины служили дерево (дуб для свай, сосна - доски), известняк - плиты,  глина. 

Тело плотины, устроенное из хорошо утрамбованной глины, было укреплено в основании двумя параллельными рядами "ряжей"- бревенчатых срубов высотой 2,1-2,8 м, заполненных плотной глиной и обшитых в прорезах с обеих сторон вертикальными плотно пригнанными друг к другу полуторавершковыми "паженными" (шпунтовыми) досками для предотвращения фильтрации воды. С этой же целью у всех прорезов плотины были устроены с наклоном в сторону пруда деревянные "понурые мосты". Для укрепления прорезов были использованы также деревянные стойки с распорными брусьями.

По всей длине плотины сверху был устроен откос из плотной глины, а низовой откос укреплен дерном. Регулирование запаса воды в пруду и подача ее в "лари" осуществлялась деревянными щитовыми затворами, которые поднимались и опускались с помощью бревен и железных ломов. Устроенный перед водосбросом ледорез треугольной в плане формы, образовавший так называемый "вешняный двор", представлял собой массивную конструкцию из свай, соединенных сверху брусьями.

Отвод сбрасываемой воды от "вешняного прореза" осуществлялся "вешняком"- деревянным сливным лотком на свайном основании (длиной 149 м), предохраняющим русло в пределах заводской площадки от размывания водным потоком. От "ларевых прорезов" к заводским цехам вода направлялась по водопроводным "ларям" с "коленами" и "костылями"- боковыми отводами, из которых через "спуски"- желоба подавалась на водяные колеса. "Ларь" представлял собой деревянный брусчатый каркас, обшитый изнутри с трех сторон плотно пригнанными досками и устроенный на свайном основании. От распора водой стенки ларя скреплялись сверху поперечными брусьями. Подача воды непосредственно на водяные колеса регулировалась "запорами", расположенными в конце каждого ларевого отвода перед "спуском". По свидетельству В.И. Генина имел длину 121,5 , ширину 2,5 и высоту 4,3 м (без учета высоты основания).

1915 год. 

Земленасыпная плотина имела два прореза – вешняный (водоспуск) и ларевой (рабочий). В центре размещался большой, или «вешняной» прорез, который предназначался для сброса излишней воды из пруда во время весеннего половодья. Обычно этот прорез был закрыт на шесть запоров-щитов, которые открывали только весной или в экстренных случаях. Плотина имела высоту 10 метров, длину 523 метров. От плотины через ларь и водоток вода поступала на водяные колёса, приводились в действие меха, подававшие дутье в кричные горны и шахтные печи для плавки руд. От водяных колес работали и различные приспособления.