Впервые система водосбора с помощью неглубоких до (20–50 метров) трубчатых колодцев нашла свое применение в американском Бруклине. Колодцы бурили группами перпендикулярно течению грунтового потока, направление которого определялось так: на поверхности водоносного слоя размечали равносторонний треугольник с длиной каждой из сторон от 50 до 100 метров, затем в каждом из трех углов бурили скважину равной глубины. Замеры уровня воды и указывали направление грунтового потока. Схема работы системы довольно проста: в каждый колодец опускалась труба с таким расчетом, чтобы между ее нижним концом и дном оставалось расстояние примерно в один метр. На поверхности труба соединялась с другой трубой, по ней вода шла к водосборному колодцу, оттуда — с помощью насосов в трубопровод.
«Но как не поражает этот способ, — продолжают авторы проекта, — впервые внедренный в Америке, своею оригинальною простотою, тем не менее, для применимости его к данным местным условиям до сих пор не имелось теоретических указаний, которые позволили бы без дорогостоящего опыта решить вопрос о размерах сооружения. Проект решает эту задачу в положительном смысле. Посредством измерений количества воды в реке и с помощью небольшой пробной откачки открывается полная возможность точно определить положение и размеры Бруклинской системы водосборов».
Исследования на местности в 1887–1888 годах показали, что возможности Мытищ не безграничны, а чтобы увеличить объем водопроводной воды до 3,5 миллиона ведер в сутки, требуется освоить весь бассейн Яузы, в частности, в районе сел Леоново и Богородское. Именно с сооружения водокачек в этих селах, а также со строительства главного водоподъемного здания в Сокольниках и должно было начаться осуществление проекта Шухова и его коллег, что на первом этапе позволило бы получить 2 миллиона ведер воды в сутки. Для увеличения объема воды до 3,5 миллиона ведер в сутки на втором этапе работ подразумевалось проложить новый водопровод от Мытищ трубами в 24 дюйма и развить городскую водопроводную сеть с помощью труб малого диаметра. Эти меры позволили бы увеличить объем водопроводной воды до нужного объема. На заключительном этапе должен был быть выстроен контррезервуар с магистралью за Калужской заставой, что обеспечило бы бесперебойное водоснабжение юга Москвы и окончательно на долгие годы решило проблемы чистой воды для москвичей. Стоимость всего проекта была оценена без малого в пять миллионов рублей.
А главной научной заслугой Шухова, Кнорре и Лембке шилась та самая теория подпочвенных вод — первый в России столь серьезный научный вклад в важнейшую область водоснабжения, позволяющий использовать достигнутые наработки на практике в других городах страны с учетом местной специфики. Приведенные в проекте математические формулы позволяли рассчитать оптимальный с точки зрения экономичности размер водопроводных труб. Летом 1888 года «Проект московского водоснабжения» был отправлен в высокие инстанции — в Министерство путей сообщения, где после дополнительных проверок и согласований был утвержден в феврале следующего года. Однако не один лишь Шухов с Кнорре и Лембке занимались проектированием водопровода. В это время в газетах развернулась дискуссия вокруг проекта Шухова и его коллег{132}. Профессор А. И. Предтеченский, инженеры К. А. Есипов, В. А. Титов указывали на найденные в проекте недостатки, Шухов парировал их доводы, доказав их несостоятельность. Такого накала спор о водопроводе возник по той причине, что слишком большие средства находились на кону. Конкуренты из противоборствующего лагеря не гнушались ничем, даже откровенной подтасовкой фактов{133}.
Хорошо знакомый Шухову инженер Николай Петрович Зимин, «золотой» выпускник Императорского технического училища 1873 года, также посвятил водопроводу всю свою жизнь и не раз предлагал свои варианты доставки питьевой воды в Первопрестольную. Именно проект Зимина и его коллег А. П. Забаева и К. П. Дункера и был выбран специально образованной комиссией как единственно выгодный для Москвы. Причина прозаична — по подсчетам Зимина, его водопровод обошелся бы Москве почти на миллион дешевле. По другим источникам, причиной предпочтения, отданного Зимину, стали якобы дополнительные исследования в бассейне Яузы, не подтвердившие возможность увеличения объема чистой воды за счет ее бассейна.
Вот как описан открытый к концу 1892 года новый водопровод Зимина в «Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона»: