Строительство канала протяженностью 22 км было поручено Василию Григорьевичу Туволкову (1697–1727), который к тому времени полностью завоевал симпатии Петра I благодаря своим обширным познаниям в области гидротехники. В 1714 г. его вместе с другими одаренными русскими учениками направили совершенствовать мастерство в Голландию и Францию, причем все расходы оплачивало государство. За границей Туволков имел возможность получить богатейший опыт работы на строительстве каналов, шлюзов, плотин, гаваней и «водяных машин», как в то время называли мельничные колеса, насосы и землечерпалки. По прошествии пяти лет Василий Григорьевич вернулся на родину и встал во главе гидротехнических работ в Петергофе и Стрельне.
Строительные работы начались в конце 1720 г., когда Туволков перегородил в Петергофе глубокий овраг, по дну которого протекал небольшой ручей. Это положило начало целой системе водоемов, получивших название Английский пруд. Затем строительство продолжалось быстрыми темпами в течение 1721 г., а также почти весь 1722 г. В 1721 г. к Петергофу удалось удачно подключить небольшие ручьи и речку Шинкарку.
Одновременно около Верхнего сада начали рыть пруды-отстойники, которые предназначались для очищения воды, пруды-накопители, из которых должна была распределяться вода, и, наконец, пруды-распределители, откуда вода самотеком поступала в фонтаны и каскады.
Ропшинский канал был открыт 8 августа 1721 г. В этот день Петр своими руками сбил заступом перемычку, и вода из родниковых речек потоком хлынула в канал. До Петергофа она дошла на следующий день, 9 августа. Каждый год до настоящего времени это событие отмечается в одно из августовских воскресений как праздник фонтанов.
Так, воды в петергофских прудах с избытком хватило не только для успешной работы фонтанов, но и для шлифовальной мельницы, известной под названием гранильной фабрики. Самотечный ропшинский водовод, пруды, каналы и шлюзы вошли в историю мирового гидротехнического искусства XVIII столетия.
Вначале число рабочих, трудившихся на строительстве водовода, составляло 900 человек, потом оно возросло до 1500 и наконец достигло 2000 человек. В основном это были солдаты пехотных полков, которые выполняли самую разнообразную работу одновременно с воинской службой, а также крестьяне, которых забирали главным образом из центральных губерний на строительные работы в Петербурге и на побережье. Русский Версаль создавался в то время, когда были распространены повальные заболевания и высокая смертность. Массовые побеги со строек были явлением хроническим.
Русские мастера-строители стекались в Петергоф со всей страны. Под руководством иностранных специалистов они очень быстро осваивали европейские приемы работы и становились не только отличными исполнителями, но и талантливыми, оригинальными творцами. Зачастую они были в своем деле более искусными, чем их иностранные учителя. Питомцы Петра – выдающиеся русские архитекторы – навсегда увековечили свои имена созданием дворцово-парковых ансамблей Петергофа и Стрельны. Это Иван Устинов, Тимофей Усов, Петр Михайлович Еропкин (ок. 1698–1740), И.А. Мордвинов, М.Г. Земцов.
О несравненном таланте русских зодчих свидетельствуют исторические документы, дошедшие до нашего времени. Так, приглашенный из Франции мастер каменных дел А. Кардасье в течение двух лет обучал русских тайнам своего мастерства. Срок его договора истек в 1723 г., и Кардасье написал в Канцелярию от строений, под руководством которой проходило дворцово-парковое строительство в Петербурге, очень лестные характеристики на своих учеников, прибавив, что обучал их «со всякою прилежностью и ничего от них не укрывал». После этого Браунштейн получил приказ проверить в работе учеников Кардасье.
Браунштейн никогда никого не хвалил зря, однако и этот сдержанный человек составил отзыв, где отмечалось, что такие подмастерья, как Никифор Васильев и Ильин, «в Петергофе у каменного строения надлежащие к архитектуре всякие из камня базы, капители и карнизы по данным от архитекторов шаблонам делали хорошею и чистою работою».
Также при скульпторе Растрелли находились подмастерья Петр Луковишников и Герасим Андреев, которые использовались «для помощи в отливке свинцовых фигур и для изготовления форм». Эти мастера просили Канцелярию от строений повысить им жалованье, поскольку, по их мнению, за такую работу следовало платить больше. Проверить в деле квалификацию Луковишникова и Андреева поручили архитектору М.Г. Земцову и резного дела мастеру Конраду Оснеру (1669–1747). Как сообщили экзаменаторы, была «дана модель большая, именуемая дельфин, по которому форму сделал и из свинца взлил, как надлежит, и так, что она лучше быть не может». Также и Андреева характеризовали как замечательного мастера: «…может формировать и отливать равноподобно из свинца фигуры, какие отливают мастера французы».
В августе 1721 г. Петр I прибыл в Петергоф. Он издал специальный указ, где подробно перечислялось, «что надлежит делать в Петергофе и доделать». На основании этого указа архитекторы Браунштейн и Николо Микетти (ок. 1675–1759) приступили к проектированию фонтанов, сооружение которых совпало с окончанием постройки главного водопровода осенью 1722 г. Правда, работы на водопроводе продолжались и после смерти Петра I в течение целого столетия.
Большинство каналов, плотин и шлюзов было сделано наспех. Часто они не могли выдержать напора воды, размывались и портились. Водопроводные трубы в самом начале были выполнены из дерева, а потому расползались по швам и гнили; заменили их только в 1760 г. Новые чугунные трубы свинчивались неумело и пропускали воду, поэтому малейшая порча сразу отражалась на качестве воды, поступавшей в фонтанную сеть, и фонтаны немедленно начинали бить ниже обычного. Временами даже возникало опасение, что они перестанут действовать совершенно.
Приходилось не только чинить старые, но и делать новые шлюзы, «дамы», или дамбы, а также прокапывать добавочные каналы и резервуары. Работы шли каждый год, не прерываясь и зимой. Естественно, при всех этих неудобствах содержание наемных и оплата их труда оставались без изменения. В Канцелярию от строений непрерывно поступали донесения об отмороженных руках и ногах. Люди бросали рабочие места и убегали. Так, в 1755 г. все до единого рабочего сбежали, и работа осталась неоконченной. Подчас не хватало квалифицированных специалистов, и тогда приходилось временно прерывать работы.
Постоянный недостаток воды каждый год грозил прекращением действия фонтанов и требовал расширения водопроводной системы. Осуществить его удалось в 1832 г., вырыв дополнительный канал, который получил название Новосоединительный. Длина этого канала достигала 5 км.
В результате Петергоф оказался в лучшем положении, чем Версаль, где вода подавалась исключительно механическим способом и где в настоящее время фонтаны могут действовать только один раз в месяц, и то не все сразу.
В законченном виде система петергофского водопровода выглядела следующим образом. У деревень Глядино и Забродье, в 22 км к югу от Петергофа, начинается так называемый Старый канал или Петровский. В 5 км от истока с ним соединяется Новый канал протяженностью также около 5 км, который несет воду из ключей деревень Леолова и Лонина. Дальше водопровод проходит в виде извилистой речки по слегка покатой к северу местности. В 8 км от Петергофа канал вступает в так называемый Шинкарский шлюз. Этот шлюз по своему устройству двойной: через одни ворота вода направляется в сторону Петергофа, а через другие отводится в речку Шинкарку осенью, когда действие фонтанов прекращается и вода требуется в небольшом количестве для освежения прудов и водоемов. За Шинкарским шлюзом канал проходит через два небольших пруда у подножия Бабигонских высот и разделяется на два рукава, один из которых идет в пруды Английского парка в Старом Петергофе и доставляет воду для гранильной фабрики и фонтанов в западной части Нижнего парка. Другой главный рукав идет к дворцу, образуя узкий и длинный «Самсониевский» бассейн и несколько небольших прудов, среди которых располагается павильон Озерки (он же Розовый павильон).