А. Н. Радищев в своем знаменитом «Путешествии из Петербурга в Москву» писал о вышневолоцких шлюзах и их талантливом строителе: «Никогда не проезжал я сего нового города, чтобы не посмотреть здешних шлюзов. Первый, которому на мысль пришло уподобиться природе в ее благодеяниях и сделать реку рукодельную, дабы все концы единыя области в вящее привести сообщение, достоин памятника для дальнейшего потомства».
Русские люди издавна использовали реку не только как «вечно движущуюся и не требующую ремонта» дорогу, но и как источник энергии.
Много веков назад начали вращаться на русских реках водяные колеса. О водяных мельницах упоминается в исторических документах XIII века. В духовном завещании великого князя Дмитрия Донского, относящемся к 1389 году, говорится о мельнице на реке Яузе. Для обмолота «царского жита» строились мельницы на реке Неглинной. Одна из них стояла на том месте, где ныне в Москве расположена площадь Революции.
Водяной двигатель находит все более широкое применение. Он приводит в движение маслобойни, сукновальни, крупорушки. На реках появляются установки, назначение которых «водою железо ковать», лесопилки, пороховые заводы, стекольные предприятия. С 1697 по 1707 год в России было построено 13 новых горнозаводских предприятий, и все они приводились в действие водяными колесами.
В XVIII веке на русских реках насчитывались многие сотни плотин. Энергия воды приводила в движение воздуходувные меха и прядильные машины, гранильные станки и железорезные станы, рудоподъемники и точильные круги, агрегаты ситценабивного производства и станки для производства монет.
Особенно много плотин появилось на Урале и Алтае, где развилось горнозаводское дело. Водяное колесо было непременной частью каждого из полутораста заводов, насчитывавшихся на Урале в 60-х годах XVIII века.
Огромную роль для развития гидротехники сыграли труды М. В. Ломоносова. В книге «Первые основания рудных дел» великий ученый посвятил специальный раздел подробному описанию устройства гидросиловых установок на железных рудниках. В других работах М. В. Ломоносов описывает устройство каналов, применение водяных двигателей, приемы осушения земель.
В Усть-Рудице под Ораниенбаумом М. В. Ломоносов по собственному проекту построил фабрику мозаичного стекла и гидросиловую установку при ней. Это был первый водяной двигатель на стекольных предприятиях России. «Сооружаю плотину, мельницу для хлеба и лесопильную», — записал он 12 февраля 1754 года. М. В. Ломоносов построил ряжевую плотину длиной 64 метра, высотой 3,2 метра. Три водяных колеса приводили в движение лесопилку, мельницу и стекольный завод.
В отчете о научных работах М. В. Ломоносова за 1754 год содержатся наблюдения, «как несущая по наклонению вода течение свое ускоряет и какою силою бьет».
Россия создала свою самобытную школу гидротехнического строительства, заключающую в себе многовековый опыт «водяных людей» и плотинных мастеров.
«Есть русская школа речного искусства, школа богатая, достойная изучения и сулящая за это обильные плоды», — писал полвека назад виднейший русский гидротехник В. М. Лохтин.
Немало славных страниц в историю не только русской, но и мировой гидротехники вписали великолепные умельцы из народа, плотинные мастера — уральские, алтайские, олонецкие, тульские.
Наиболее выдающийся из плеяды русских гидротехников-самородков Козьма Фролов — выходец из заводских людей.
Во всем блеске талант Козьмы Фролова раскрылся на Алтае, где он построил уникальные гидросиловые установки — лучшее, что знала мировая гидротехника в XVIII веке. На реке Корбалихе в 1763–1765 годах Фролов создал сложную, поразительную по своим масштабам и конструкции гидроэнергетическую систему. Воды реки он направил в длинный канал, а вдоль него расположил водяные колеса высотой в пятиэтажный дом (диаметр колеса 17 метров). Четырехступенчатый силовой каскад приводил в движение заводы для измельчения и промывки руд, содержащих серебро и золото. Водяные колеса одновременно при помощи канатов двигали рудничные вагонетки.
Козьма Фролов превратил водяной двигатель в центральный мотор, соединенный системой приводов с рабочими и транспортными механизмами.
Вододействующий рудоподъемный механизм, построенный на Алтае талантливым русским мастером К. Фроловым
Позднее, в 80-х годах, Фролов построил еще более сложную подземную гидросиловую установку. На реке Змеевке была сооружена плотина длиной 158 метров и высотой 18 метров. По более чем 2-километровому каналу вода подводилась сначала к водяному колесу лесопильной мельницы, а затем по подземной штольне к огромным рудоподъемным и водоподъемным колесам. Насколько совершенна эта плотина, можно судить уже по тому, что, построенная более полутора веков назад, она работает поныне. И теперь гидротехники все еще поражаются смелости, оригинальности замысла, техническому совершенству сооружения.