A.- Martin Schüder, Hans Grämiger und Frau Eisen liessen als Eigentümer der - in Winterthur gelegenen - Liegenschaften Marktgasse 12, 14 und 16 während des Frühjahres 1962 gemeinsam einen Behälter für Heizöl bauen. Auf Rat der von ihnen beigezogenen Architektin entschieden sie sich für einen mit Kunststoff ausgekleideten Betontank. Die Anlage entsprach den Weisungen des städtischen Tiefbauamtes und der Feuerpolizei, welche den Tank besichtigte und zur Benutzung freigab.

Am 29. August 1962 liessen die beteiligten Grundeigentümer 11'800 Liter Heizöl in den Tank einfüllen. Obwohl nur während kurzer Zeit geheizt wurde, enthielt der Behälter Ende Oktober bloss noch rund 1800 Liter Öl. Daraus musste geschlossen werden, dass ungefähr 10'000 Liter Öl unbemerkt im Untergrund versickert sind. Die Grundeigentümer benachrichtigten die städtische Wasserversorgung und die Stadtpolizei, die unter Beizug von Fachleuten am 29. Oktober 1962 einen Augenschein vornahmen. Da der Tank über dem Eulachgrundwasserstrom liegt, welcher der Wasserversorgung Winterthur dient, verfügte die kantonale Baudirektion am 3. Dezember 1962 gestützt auf Art. 2 und 12 des Bundesgesetzes über den Schutz der Gewässer gegen Verunreinigung (GSchG):

"I. Die zur Feststellung und Behebung der Grundwasserverunreinigung durch Heizöl infolge Auslaufens des Öltanks der Liegenschaften Marktgasse 12, 14 und 16, Winterthur, im Sinne der Erwägungen erforderlichen Massnahmen werden von Amtes wegen durchgeführt. Die Wasserversorgung der Stadt Winterthur wird mit dem Vollzug beauftragt. Die Kosten dieser Massnahmen werden den Eigentümern der genannten Liegenschaften unter solidarischer Haftung eines jeden für das ganze Betreffnis auferlegt.

II. Die Anordnung von weiteren Massnahmen zur Behebung der Verunreinigung bleibt vorbehalten.

III. Den Eigentümern des Öltanks im Hause Marktgasse 14 in Winterthur wird dessen Wiedereinfüllung untersagt, bis der Wasserversorgung der Stadt Winterthur gegenüber der Nachweis erbracht ist, dass sowohl der Tank wie auch dessen Kontrollschacht und die Ableitung in die städtische Kanalisation vollständig dicht sind."

Nach den Erwägungen der Verfügung hatte ein Geologe empfohlen, in der Gegend des Stadtgartens drei Schächte für Beobachtungsrohre zu graben. Einem allfälligen Rekurs wurde überdies aufschiebende Wirkung entzogen.

Vom Dezember 1962 bis März 1963 erstellte die Firma Lutz unter Leitung der Wasserversorgung der Stadt Winterthur vier Beobachtungsrohre, die bis in eine Tiefe von ungefähr 26 m reichten. Die Rechnung der Firma Lutz vom 19. März 1963 machte Fr. 13'893.35 aus. Die Wasserversorgung Winterthur entnahm den Beobachtungsrohren Wasserproben, die durch den Stadtchemiker von Zürich untersucht wurden. Die Ergebnisse liessen nicht eindeutig auf Ölspuren schliessen.

B.- Gegen die Verfügung der Baudirektion rekurrierten die drei Grundeigentümer an den Regierungsrat des Kantons Zürich. Der Regierungsrat wies am 4. Juli 1963 den Rekurs ab und bestätigte die angefochtene Verfügung. Der Begründung ist zu entnehmen:

Art. 2 GSchG verpflichte die zuständigen Behörden, Vorkehren gegen Gewässerverunreinigungen zu treffen. Dazu gehörten vorsorgliche Massnahmen zur Verhinderung drohender oder möglicher Schädigungen. Art. 12 GSchG stelle es den Kantonen anheim, die notwendigen Massnahmen auf Kosten der Pflichtigen selbst zu besorgen. Kostenpflichtig sei der Störer im Sinne des Polizeirechtes, hier der Grundeigentümer, der den polizeiwidrigen Zustand verursacht habe. Die Kostenersatzpflicht sei im öffentlichen Recht verankert, nicht im Bundesprivatrecht, das die Schadenersatzpflicht nach eingetretener Schädigung ordne. Die Anordnung gewässerpolizeilicher Massnahmen und die diesbezügliche Kostenauflage seien Sache der Verwaltungsbehörden. Ausgelaufenes Öl könne je nach der Beschaffenheit des Bodens auch tiefliegendes Grundwasser früher oder später verunreinigen. Das Verschwinden des Öls habe demnach eine bedrohliche Lage geschaffen. Durch die Bohrungen sei eine umfassende Beobachtung des gefährdeten Gebietes ermöglicht worden. Man habe nicht abwarten dürfen, bis sich das Öl in den bestehenden Pumpstationen bemerkbar mache. Die Tankanlage sei mangelhaft gewesen; der dichtende Kunststoff im Innern des Tanks sei fehlerhaft angebracht worden. Es sei mit Kosten von ungefähr Fr. 15'500.-- zu rechnen.

C.- Gegen diesen Entscheid haben die Eigentümer des Tankes eine Verwaltungsgerichtsbeschwerde einerseits beim Verwaltungsgericht des Kantons Zürich und anderseits beim Bundesgericht eingereicht.

1. Mit Entscheid vom 14. November 1963 trat das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich auf die Beschwerde nicht ein, weil sich die Vorinstanz sowohl zur Rechtfertigung der Kontrollmassnahmen als auch zur Begründung der Kostenauflage auf eidgenössisches Recht, nämlich Art. 2 und 12 GSchG gestützt habe. Eine Polizeiverfügung, die in Anwendung des Gewässerschutzgesetzes ergangen sei, könne gemäss Art. 14 GSchG durch Verwaltungsgerichtsbeschwerde in allen Teilen an das Bundesgericht gezogen werden. Dies schliesse die Zuständigkeit des zürcherischen Verwaltungsrichters aus (vgl. Rechenschaftsbericht des Verwaltungsgerichts des Kantons Zürich 1963, S. 34/35).

2. In der Verwaltungsgerichtsbeschwerde an das Bundesgericht beantragen die Eigentümer des Tankes die Aufhebung des angefochtenen Regierungsratsbeschlusses bzw. der Verfügung der Direktion der öffentlichen Bauten. Sie machen zur Hauptsache geltend, dem Bundesgesetz über den Gewässerschutz sei eine Generalklausel, welche die Gewässerverunreinigung überhaupt verbiete, fremd. Im vorliegenden Falle fehle indessen ein konkretisierender Verwaltungsakt. Treffe die Beschwerdeführer keine Leistungspflicht, so bestehe für die Verwaltungsstelle auch keine Möglichkeit einer Ersatzvornahme, wie sie die klassische Lehre verstehe. Seien die getroffenen Massnahmen nicht als Ersatzvornahmen zu betrachten, so handle es sich um Realakte. Ohne gesetzliche Grundlage sei es nicht zulässig, - wie vorliegend geschehen - eine Abgabe an einen Realakt zu knüpfen. Die angeordneten und ausgeführten Massnahmen seien überdies weder notwendig noch zweckmässig gewesen; es sei stossend, mit deren Kosten die Grundeigentümer, die kein Verschulden treffe, zu belasten.

D.- Der Regierungsrat beantragt, die Beschwerde sei abzuweisen. Er berichtigt mehrere tatbeständliche Ausführungen und hält im übrigen am Entscheid vom 4. Juli 1963 fest.

E.- Das Eidg. Departement des Innern, dem die Akten zur Stellungnahme unterbreitet wurden, bezweifelt, ob den Beschwerdeführern auf Grund des Art. 12 GSchG Kosten von Kontrollmassnahmen auferlegt werden können. Voraussetzung für die Anwendung des Art. 12 sei das Bestehen einer gesetzlichen oder auf eine gesetzmässige Anordnung sich stützenden Pflicht des Betroffenen. Man könne sich fragen, ob für die Beschwerdeführer eine öffentlichrechtliche Verpflichtung bestanden habe, die ausserhalb ihres Grundstückes angeordneten Bohrungen vorzunehmen oder vornehmen zu lassen.

1. Die Beschwerdeführer beantragen, die vom Regierungsrat bestätigte Verfügung der kantonalen Baudirektion aufzuheben. Ziff. II der Verfügung, welche die Anordnung weiterer Massnahmen vorbehält, belastet die Beschwerdeführer, zumindest einstweilen, nicht; es steht ihnen daher nicht zu, dagegen Verwaltungsgerichtsbeschwerde zu erheben. Gegen die in Ziff. III der Verfügung enthaltene Weisung, den Tank bis zur Behebung der Mängel nicht aufzufüllen, haben sie nichts vorgebracht. Sie haben diese Weisung befolgt. Es ist daher anzunehmen, dass sie Ziff. III der Verfügung anerkennen. Wäre dem nicht so, so würde der Beschwerde insofern die gemäss Art. 90 in Verbindung mit Art. 107 OG erforderliche Begründung fehlen, weshalb nicht darauf einzutreten wäre.

Die Sätze 1 und 2 in Ziff. I der Verfügung treffen die Beschwerdeführer nicht unmittelbar, weil die darin angeordneten Massnahmen nicht von ihnen zu vollziehen sind und nicht auf ihrem Boden erfolgen; sie werden jedoch mittelbar dadurch belastet, indem Ziff. I Satz 3 ihnen die Kosten der Vorkehrungen auferlegt. Zwar beziffert der Entscheid die Höhe der Kosten nicht; dem Grundsatze nach wird aber die Kostentragungspflicht der Beschwerdeführer endgültig festgelegt. Es handelt sich insofern nicht um eine blosse Zwischenverfügung, gegen welche die Verwaltungsgerichtsbeschwerde nicht gegeben ist (Birchmeier, Handbuch, S. 418 unten), sondern um einen anfechtbaren Entscheid. Die Beschwerdeführer, die durch die Feststellung der Kostentragungspflicht belastet werden, sind befugt, sich mit der Verwaltungsgerichtsbeschwerde dagegen zur Wehr zu setzen.

Da mit der Verwaltungsgerichtsbeschwerde nur die Verletzung von Bundesrecht geltend gemacht werden kann (Art. 104 Abs. 1 OG), ist auf die Rüge der Verletzung von § 31 Abs. 1 des zürcherischen Verwaltungsrechtspflegegesetzes nicht einzutreten.

2. Gemäss Art. 2 GSchG haben die zuständigen Behörden die Massnahmen zu ergreifen, die notwendig sind, damit Grundwasser als Trinkwasser verwendet werden kann. Das Bundesgericht hat in BGE 84 I 156 und BGE 86 I 195 erkannt, dass die Behörde gestützt auf diese Bestimmung Vorkehren vorbeugender und repressiver Natur anordnen kann. Zu den vorbeugenden Massnahmen gehören auch Erhebungen zur Feststellung von Verunreinigungen.

Wie die Erfahrung zeigt, genügen schon geringe Mengen versickerten Öls, um Grundwasser derart zu verschlechtern, dass es nicht mehr den Anforderungen genügt, die gemäss dem Lebensmittelbuch an Trinkwasser zu stellen sind. Bestehen Anhaltspunkte für ein Versickern von Öl, so muss deshalb unverzüglich untersucht werden, welchen Weg dieses genommen hat, um soweit möglich zu verhindern, dass es ins Grundwasser gelange, und um eine nicht mehr vermeidbare Verschmutzung möglichst einzuschränken. Die Behörde ist auf Grund des Art. 2 GSchG nicht nur berechtigt, sondern verpflichtet, alle darauf abzielenden Massnahmen einzuleiten.

3. Wer die Auslagen dieser Vorkehren zu tragen hat, sagt Art. 2 GSchG nicht. Der Regierungsrat sieht aber in Art. 12 GSchG, wonach die Kantone die zwangsweise Durchführung der von ihnen verlangten Massnahmen verfügen oder nötigenfalls auf Kosten der Pflichtigen selber besorgen, eine Handhabe, um die Heizgemeinschaft Schüder mit den Aufwendungen für die Abklärungsmassnahmen zu belasten. Die Beschwerdeführer bestreiten dies mit der Behauptung, Art. 12 GSchG regle allein die Ersatzvornahme im klassischen Sinne. Daher hätte den von der öffentlichen Hand unmittelbar angeordneten und ausgeführten Sondierbohrungen eine Androhung und Fristansetzung vorausgehen müssen. Da es an der genannten Verfahrenseinleitung fehle, komme ein Kostenersatz nicht in Frage. Der Regierungsrat dagegen hält dafür, dass Art. 12 GSchG nicht nur die Ersatzvornahme im herkömmlichen Sinne ordne. Vielmehr sei durch dessen Wortlaut auch die unmittelbare Ersatzvornahme gedeckt. Daher seien die Behörden ermächtigt, ohne die Pflichtigen vorgängig zu einem Handeln auffordern zu müssen, die notwendigen Vorkehren selbst auszuführen und unmittelbar eine öffentlichrechtliche Geldleistungspflicht derselben zu begründen. Es ist somit zu prüfen, welcher Sinn dem Begriff "Ersatzvornahme" im Rahmen von Art. 12 GSchG zukommt und wer als Pflichtiger erscheint.

a) Nach der herkömmlichen Lehre besteht die Ersatzvornahme darin, dass die vom Pflichtigen rechtswidrig verweigerte, vertretbare Leistung im Auftrag des Staates von einem Dritten oder von einer amtlichen Stelle auf Kosten des Pflichtigen vorgenommen wird (FLEINER, Institutionen des Deutschen Verwaltungsrechtes, 8. Aufl., S. 220/21; GIACOMETTI, Allgemeine Lehren des rechtsstaatlichen Verwaltungsrechtes I, S. 567; IMBODEN, Schweizerische Verwaltungsrechtsprechung, 2. Aufl., S. 258). Der Ersatzvornahme geht in der Regel eine Androhung und Fristsetzung voraus (RUCK, Schweizerisches Verwaltungsrecht I, 3. Aufl., S. 131). SCHINDLER vertritt nun die Ansicht (Rechtsfragen des Gewässerschutzes in der Schweiz, ZSR 1965 II S. 489/90), allein die Ersatzvornahme im obigen Sinne könne Art. 12 GSchG zugrunde liegen. Er beruft sich auf die Botschaft des Bundesrates (BBl 1954 I 343), wo ausgeführt ist, dass es in Wirklichkeit ausserordentlich schwer halte, eine Ersatzvornahme durchzuführen, und dass deshalb diese Bestimmung nur ganz ausnahmsweise zur Anwendung gelangen dürfte.

Indessen lässt schon die Tatsache, dass der Gesetzgeber für Art. 12 GSchG den Randtitel "Zwangsmassnahmen" - somit den weiteren Begriff als Ersatzvornahme - gewählt hat, an der Richtigkeit dieser Auffassung zweifeln. RUCK (a.a.O., S. 131) nimmt zudem von der üblichen Verfahrenseinleitung den Fall der drohenden Gefahr aus. Ferner fällt ins Gewicht, dass im neueren Schrifttum der Begriff der Ersatzvornahme verfeinert umschrieben worden ist. So sagt MERK (Deutsches Verwaltungsrecht, Band I, 1961, S. 961): "Die Ersatzvornahme muss, abgesehen von dem Falle der unmittelbaren Ausführung - wie bei Gefahr im Verzug - ... vorher angedroht werden ..." DREWS-WACKE (Allgemeines Polizeirecht, 7. Aufl., 1961, S. 299) vertreten die nämliche Ansicht. So führen sie aus, gewisse polizeiliche Massnahmen müssten ihrer zeitlichen oder sachlichen Notwendigkeit wegen unmittelbar von der Behörde ausgeführt werden. Bei der unmittelbaren Ausführung fasse die Behörde gewissermassen die sachliche Verfügung, die Androhung, sowie die Festsetzung und Ausführung des Zwangsmittels in einen einzigen Akt zusammen. Die unmittelbare oder sofortige Ausführung werde allenfalls durch den unmittelbaren Zwang durchgesetzt. Sie könne aber auch in anderer Form vollzogen werden. Stosse die Polizei- oder Ordnungsbehörde beispielsweise auf ein offensichtlich baufälliges Haus, so sei sie ermächtigt, auch ohne vorherige Benachrichtigung des Eigentümers die Schäden durch einen sogleich von ihr beauftragten Unternehmer beseitigen zu lassen. Dies aber sei Ersatzvornahme. Der Unterschied zwischen diesen beiden Formen der unmittelbaren Ausführung sei wichtig, weil bei der Ausführung durch unmittelbaren Zwang die entstehenden Kosten Polizeikosten seien, bei der Ersatzvornahme aber vom Verpflichteten eingezogen werden können. Unter Bezugnahme auf DREWS-WACKE hat zudem das Oberverwaltungsgericht Münster am 3. Oktober 1963 (vgl. Deutsches Verwaltungsblatt 1964, S. 684) entschieden, dass es zulässig sei, die durch das Ausfliessen von Öl erforderlich gewordenen Abwehrmassnahmen dem Tankwagenhalter nicht durch Ordnungsverfügung aufzuerlegen, sondern durch das betroffene Gemeinwesen unmittelbar auszuführen. Unerlässlich sei in solchen Fällen, dass die Massnahmen zur Abwendung der Gefahr für das Grundwasser dringlich seien und alle anderen Möglichkeiten der Gefahrenbeseitigung durch Erlass einer Ordnungsverfügung nicht in Betracht kämen.

Diese Erweiterung des herkömmlichen Begriffes der Ersatzvornahme hat ihre guten Gründe. Es ist in der Tat nicht einzusehen, weshalb das Gemeinwesen die Pflichtigen - nach Erlass einer Verfügung - auffordern sollte, dringliche Massnahmen des Gewässerschutzes zu treffen, ihnen beim Ausbleiben die Vornahme durch einen Dritten anzudrohen und gar eine Nachfrist anzusetzen, wenn zum vorneherein feststeht, dass den Betroffenen die rechtlichen und technischen Mittel fehlen, um den behördlichen Anordnungen nachzukommen. Es muss daher dem Gemeinwesen in einem so gelagerten Falle zustehen, Massnahmen, die eine Gefahrenquelle für Trinkwasser feststellen lassen, unmittelbar anzuordnen und auszuführen, ohne den Anspruch auf Kostenersatz zu verlieren. Eine solche Auslegung hält sich im Rahmen von Art. 12 GSchG: nach dessen Wortlaut ist es den Behörden gestattet, Massnahmen zum Schutz der Gewässer "nötigenfalls auf Kosten der Pflichtigen selber zu besorgen".

b) Weiter ist zu prüfen, wer gemäss Art. 12 GSchG als Pflichtiger die Kosten der von den Behörden unmittelbar ausgeführten Massnahmen zu tragen hat. Wenn es eine Störung oder Gefahr zu beheben gilt, so hat sich die Behörde einem allgemeinen rechtsstaatlichen Grundsatz zufolge an den Störer zu halten (vgl. BGE 87 I 113 /14, BGE 90 I 4 Erw. 1). Als Störer ist zu betrachten, wer die Störung oder Gefahr verursacht hat, aber auch, wer über die Personen und Sachen, die den ordnungswidrigen Zustand geschaffen haben, Gewalt hat. Dabei kommt nichts darauf an, ob der Inhaber der Gewalt privatrechtlich für die entstandenen Schäden hafte und ob ihn ein Verschulden treffe (FLEINER, Kausalitätsprobleme im Verwaltungsrecht, in Festschrift für Heinrich Zangger, S. 496 ff.; MÜLLER, Über Präventivpolizei, S. 102; VOIGT, Der liberale Polizeibegriff und seine Schranken in der bundesgerichtlichen Judikatur, S. 67; JELLINEK, Verwaltungsrecht, 3. Aufl., S. 442; TUREGG-KRAUS, Lehrbuch des Verwaltungsrechts, 4. Aufl., S. 450; PETERS, Lehrbuch der Verwaltung, S. 382; DREWS-WACKE, a.a.O., S. 207, 217 ff., 231 ff.). Nach Art. 12 GSchG ist demnach der Störer verpflichtet, die durch das unmittelbare Tätigwerden der Behörde entstandenen Kosten, die eine öffentlich-rechtliche Schuldpflicht darstellen, zu tragen.

4. Geht man hievon aus, so war die kantonale Baudirektion ermächtigt und verpflichtet, die Kontrollmassnahmen zum Schutze des Eulachgrundwassers unmittelbar anzuordnen und auszuführen. Die Tankanlage der Beschwerdeführer, die bestimmungsgemäss mit Heizöl gefüllt worden ist, hat wegen ihres Ungenügens eine ernste Gefahr für die aus dem Grundwasser gespeiste Trinkwasserversorgung der Stadt Winterthur geschaffen. Die Heizgemeinschaft Schüder war somit Störer der gewässerpolizeilichen Ordnung. Die Beschwerdeführer verfügten weder über die technischen noch die rechtlichen Mittel, um in der Gegend des Stadtgartens innert nützlicher Frist Bohrungen vorzunehmen. Sie haben daher den mit der Wahrung dieser Ordnung betrauten Behörden grundsätzlich die Kosten zu ersetzen, die diesen aus den unmittelbar ausgeführten Sondierbohrungen erwachsen sind. Da im vorliegenden Fall weder ein zivilrechtliches noch ein strafrechtliches Verschulden in Frage steht und das Verwaltungsrecht keine dem Art. 55 OR entsprechende Entlastungsmöglichkeit kennt, kann nichts darauf ankommen, dass die Beschwerdeführer die Tankanlage nach den Anweisungen einer Architektin erstellen liessen und dass die Behörden die Tankanlage abgenommen haben. Unerheblich ist auch, dass sie für die entstandenen Kosten nicht versichert sind. Um einen unversicherbaren Schaden handelt es sich übrigens nicht. Wie aus dem von den Beschwerdeführern angerufenen Aufsatz von Portmann ("Gefahren aus dem Transport und der Lagerung von Mineralölen - Versicherungsmöglichkeiten" in "Schweizer Energie-Konsument" 15. Februar 1963) hervorgeht, sind einzelne Haftpflichtversicherer dazu übergegangen, auch die Kosten von Schadenverhütungsmassnahmen zu decken.

5. Der angefochtene Entscheid legt die Höhe der Kosten, die von den Beschwerdeführern zu tragen sind, nicht fest.

Hierüber wird vielmehr eine neue Verfügung ergehen. Die kantonalen Instanzen werden sich bei deren Erlass davon leiten lassen, dass dem Störer nur die Kosten der notwendigen und zweckmässigen Massnahmen zur Behebung der Störung oder Gefahr auferlegt werden können. Mit den Einwendungen, welche die Beschwerdeführer in dieser Hinsicht erheben, werden sich somit zunächst die kantonalen Behörden zu befassen haben. Sie sind nach den Verhältnissen zu beurteilen, wie sie sich den zuständigen Behörden bei Bekanntwerden des Unfalles boten. Gegen ihren Entscheid steht den Beschwerdeführern wiederum die Verwaltungsgerichtsbeschwerde offen, worin sie die Frage der Notwendigkeit und Zweckmässigkeit der getroffenen Vorkehren erneut aufwerfen können (Art. 14 GSchG).

Demnach erkennt das Bundesgericht:

Die Beschwerde wird, soweit darauf einzutreten ist, im Sinne der Erwägungen abgewiesen.