Vẻ đẹp kỹ thuật - kết cấu trong kiến trúc công trình thủy lợi - thủy điện

 VẺ ĐẸP KỸ THUẬT-KẾT CẤU TRONG KIẾN TRÚC 
 CÔNG TRÌNH THỦY LỢI-THỦY ĐIỆN 
 Phạm Thị Liên Hương1 
 Tóm tắt: Trong thiết kế kiến trúc, tự thân hệ kết cấu, vật liệu, hệ thống đường ống kỹ thuật và máy 
móc cùng với sự hoàn thiện kỹ thuật cao có khả năng tạo sức truyền cảm mạnh mẽ về nghệ thuật, gây 
tác động mỹ cảm sâu sắc đến người quan sát. Do yêu cầu công năng của công trình thủy lợi, thủy 
điện nên hình thức của nó thường hướng tới sự đơn giản, cái đẹp tự nhiên của hình khối, của sự 
chuyển động, của bản thân hệ kết cấu chịu lực. Đó là các đập ngăn nước, đập tràn, trụ pin, cửa van, 
cống đập ngăn mặn, cầu máng những công trình kết hợp hài hòa vẻ đẹp mỹ thuật trong hình khối 
kỹ thuật đã trở thành những điểm nhấn cảnh quan độc đáo, tô điểm diện mạo đôi bờ sông. 
 Từ khoá: công trình thủy lợi, đập thủy điện, hệ kết cấu 
 1. MỞ ĐẦU1 ngăn sông lớnVẻ đẹp của những công trình 
 Với vẻ đẹp đặc trưng của của kiểu kiến trúc này là vẻ đẹp tự thân của hệ kết cấu – vẻ đẹp 
đặc thù kỹ thuật nằm trong một tổng thể hài hòa đặc thù kỹ thuật và hoàn toàn do yêu cầu công 
các yếu tố tự nhiên (mặt nước, núi non, cây năng đặt ra. Không nhà thiết kế nào có thể thay 
xanh) cùng cảnh sắc thiên nhiên khoáng đạt đổi được các đặc tính hình thức kiến trúc cơ bản 
rộng lớn; ngày nay nhiều công trình thủy lợi của nó, có chăng chỉ là sự tô điểm thêm cây 
(CTTL) đã trở thành địa điểm du lịch hấp dẫn, xanh, màu sắc, đường nét tạo hình lựa theo 
thu hút hàng nghìn du khách. Hình thức kiến không gian công năng đã có. 
trúc của chúng phụ thuộc vào điều kiện kỹ Nét đẹp đặc thù kỹ thuật của kiến trúc CTTL 
thuật-công nghệ, vào cấu trúc kết cấu và vật liệu biểu hiện rõ nét qua sức truyền cảm của hệ kết 
xây dựng – đó cũng là một trong các phương cấu, của vật liệu, của hệ thống đường ống kỹ 
tiện để biểu đạt kiến trúc. Ẩn chứa trong bản thuật và máy móc, của kỹ thuật xây dựng. Đó 
thân hệ kết cấu, trong vật liệu là vẻ đẹp của kiến còn gọi là vẻ đẹp cấu trúc mà các nhà thiết kế 
trúc công trình, nhiều khi chúng ta khó có thể xem như một phương tiện để tạo nên vẻ đẹp đích 
phân biệt được vẻ đẹp của hình khối kiến trúc thực, trong sáng của thiết kế. Cùng dạo qua 
với vẻ đẹp của hệ thống kết cấu tạo ra nó. Trong những CTTL trên khắp mọi miền trên thế giới để 
nhiều thiết kế, tất cả chúng hòa vào nhau thành cùng chiêm ngưỡng những nét đẹp độc đáo đó: 
một khối thống nhất, toàn vẹn. a. Vẻ đẹp tự thân của hình thức hệ kết cấu 
 2. VẺ ĐẸP KỸ THUẬT-KẾT CẤU TRONG KIẾN Trước hết là vẻ đẹp tự thân của hệ kết cấu – 
TRÚC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI-THỦY ĐIỆN yếu tố hình thức cơ bản của mọi loại công trình. 
 Trong thiết kế kiến trúc, tự thân hệ kết cấu, Trong thiết kế, hình thức kiến trúc và hệ thống 
vật liệu cùng với sự hoàn thiện kỹ thuật cao có kết cấu luôn có mối quan hệ chặt chẽ với nhau: 
khả năng tạo sức truyền cảm mạnh mẽ về nghệ hình thức của kiến trúc là sự biểu hiện sức sống 
thuật, gây tác động mỹ cảm sâu sắc đến người của hệ kết cấu và ngược lại cấu trúc kết cấu 
quan sát. Những du khách thưởng ngoạn công cũng chính là phương tiện để tạo hình khối công 
trình dường như choáng ngợp trước vẻ đẹp hùng trình. Mỗi hệ kết cấu dù đơn giản hay phức tạp 
vĩ, khỏe khoắn của các con đập ngăn nước, của đều tiềm ẩn những nét đẹp lôi cuốn, nếu hệ kết 
những đường cong dứt khoát của tràn hoặc lạ cấu gỗ mang vẻ đẹp dung dị gần gũi thì kết cấu 
lùng trước vẻ duyên dáng mềm mại của các hệ thép lại có vẻ đẹp hiện đại, nếu kết cấu bê tông 
kết cấu cửa van bằng thép trong các công trình có vẻ đặc chắc khỏe khoắn thì kết cấu giàn 
 không gian lại có những đường nét tinh tế nhẹ 
 nhàng Do yêu cầu công năng của công trình 
1 Bộ môn Đồ hoạ kỹ thuật 
76 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 44 (3/2014) 
thủy lợi, thủy điện mà hình thức của nó thường 
hướng tới sự đơn giản, cái đẹp tự nhiên của hình 
khối, của sự chuyển động, của bản thân hệ kết 
cấu chịu lực mà không có nhiều chi tiết trang trí 
cầu kỳ. Đó là các đập ngăn nước, đập tràn, trụ 
pin, cửa van, cống đập ngăn mặn, cầu máng  
những công trình kết hợp hài hòa vẻ đẹp mỹ Hình 2. Vẻ đẹp tạo hình 
thuật trong hình khối kỹ thuật của nó (hình 1). trong hệ cấu trúc của 
 đập (từ trái qua phải: 
 đậpMinamiaiki – Nhật 
 Bản, đập bê tông 
 Garrison – Mỹ, đập vòm 
 Xiluodo – Trung Quốc) 
 Kết hợp với các đập này là các hình thức cửa 
 Hình 1. Vẻ đẹp mỹ thuật trong hình khối kỹ thuật xả phù hợp với đặc điểm công năng của đập. Vẻ 
 của kiến trúc công trình thủy lợi (cầu máng đẹp kỹ thuật của các đập thủy điện còn thể hiện 
 Magdeburg – Đức và gian máy đóng mở tời điện ở khía cạnh bản thân công trình là sự kết hợp có 
 của cống ngăn sông Tam Xoa – Trung Quốc) lý giữa nhiều thành phần kiến trúc như đập 
 Quá trình phát triển kiến trúc CTTL cho thấy dâng, đập tràn, nhà máy, tháp lấy nước và 
hình khối của các công trình phụ thuộc rất nhiều tổng thể, là sự tổng hợp của các hình khối nghệ 
vào cấu trúc kết cấu và vật liệu xây dựng. Vẻ thuật đơn giản và trong sáng dựa trên hệ kết cấu 
đẹp của kiến trúc công trình và vẻ đẹp của hệ chịu lực phù hợp với công năng sử dụng cùng 
kết cấu dường như hòa quyện vào nhau một những cơ sở về tỷ lệ và tỉ xích hùng vĩ, khổng lồ 
cách hài hòa, thống nhất, gây tác động mạnh mẽ tạo nên ấn tượng khó quên về sức mạnh chinh 
đến xúc cảm của người quan sát. Trong kiến phục thiên nhiên của con người (hình 3). 
trúc CTTL nói chung và công trình thủy điện 
nói riêng, hình thức thẩm mỹ của các con đập 
ngăn nước đóng vai trò đặc biệt quan trọng 
trong không gian cảnh quan cũng như tổ hợp tạo 
hình của công trình bởi đó là thành phần kiến 
trúc có tỷ lệ lớn và gây ấn tượng mạnh mẽ trong 
trường thị giác. Đường nét tạo hình của đập làm 
tôn lên vẻ đẹp đặc trưng của từng hệ cấu trúc và 
chất cảm của mỗi loại vật liệu – ba yếu tố này Hình 3. Nhận biết quy mô công trình qua tương 
gắn kết với nhau làm nên nét độc đáo của kiểu quan về tỷ lệ-tỷ xích 
kiến trúc đặc thù kỹ thuật. Nếu đập đất-đá có Thành tựu khoa học kỹ thuật và khoa học xây 
dạng mặt cắt hình thang đơn giản cho cảm giác dựng ngày càng phát triển vượt bậc tạo đà cho 
về trạng thái ổn định của hình khối và vẻ đẹp một loạt các hệ kết cấu công nghệ cao ra đời, 
thô mộc của đất đá thì đập bê tông rất phong làm cho ngôn ngữ kiến trúc càng thêm phong 
phú về đường nét tạo hình với nhiều phân vị phú và phát huy được vẻ đẹp tự thân của lôgic 
đứng bằng gờ bê tông hoặc phân đoạn thân đập kết cấu. Một trong những hệ kết cấu hiện đại đó 
bằng cửa xả lũ nhằm giảm bớt cảm giác chiều là giàn không gian mà sự ra đời của nó được 
dài của đập trong trường thị giác hay nét đẹp xem là giải pháp tối ưu cho sự dung hòa giữa 
mềm mại, chắc khỏe của các đường cong đỉnh mỹ thuật và kỹ thuật. Nét đẹp đặc thù kỹ thuật 
đập và bề mặt mái hạ lưu trong đập vòm-liên của kiến trúc công trình thủy lợi cũng vì thế 
vòm...(hình 2). 
 càng có cơ hội bộc lộ vẻ đẹp tiềm tàng của hệ 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 44 (3/2014) 77 
kết cấu. Một số công trình đặc trưng như các hệ cửa xả hoạt động tạo nên sự tương phản giữa 
kết cấu cửa van khẩu độ lớn trong các công mặt nước thượng lưu rộng lớn, yên tĩnh với mặt 
trình ngăn sông như hệ cửa van cung trục đứng nước hạ lưu cuồn cuộn tung bọt trắng xoá gây 
trong đập cửa lùa Nieuwe Waterweg gần cảng ấn tượng thị giác rất mạnh mẽ. 
Rotterdam-Hà Lan với hai cánh tay đòn, mỗi 
cánh dài bằng chiều cao tháp Eiffel hoặc hệ cửa 
van lưỡi trai được ứng dụng trong các công trình 
tiêu biểu như công trình ngăn sông Rhine – Hà 
Lan, đập AJi – Nhật Bản với hệ kết cấu cửa van 
có hình dạng bán trụ, cánh cửa liên kết gối bản 
lên hai trụ pin của công trình hoặc hệ cửa van 
 Hình 5. Vẻ đẹp mang tính động của các công trình 
phẳng kéo đứng trong đập Hartel-Hà Lan thủy lợi-thủy điện (tràn xã lũ trong thủy điện Beaver- 
(hình 4). bang Arkansas- Mỹ và chuyển động của hệ cửa van 
 trong công trình phòng lũ Tân Sạp-Trung Quốc) 
 Với vẻ đẹp của mình, nhiều công trình thủy 
 lợi không chỉ đơn thuần là công trình ngăn sông, 
 sử dụng nguồn nước mà còn là một sự đột phá, 
 một sức mạnh chinh phục thiên nhiên, một biểu 
 tượng kiến trúc hình thành nên vẻ đẹp vẹn toàn 
 Hình 4. Vẻ đẹp của các hệ theo dòng chảy thời gian. 
 cửa van khẩu độ lớn trong b. Hệ thống đường ống kỹ thuật và trang 
 các công trình ngăn sông thiết bị máy móc 
 (từ trái qua phải: đập cửa Hình thức của kiến trúc về mặt kỹ thuật đôi 
 lùa Nieuwe Waterweg- Hà khi cũng là sự phô diễn của hệ thống đường ống 
 Lan, công trình ngăn sông 
 Rhine – Hà Lan, đập kỹ thuật, hệ thống máy móc của công trình. Đó 
 Hartel-Hà Lan) tưởng chừng như là những yếu tố làm ảnh 
 Những hệ cửa van khẩu độ lớn này có dạng hưởng đến vẻ đẹp thẩm mỹ của kiến trúc mà các 
kết cấu giàn không gian kết hợp bản chắn cùng nhà thiết kế thường muốn che giấu chúng đi. 
với những đường cong duyên dáng mềm mại tạo Tuy nhiên trong nhiều công trình thủy lợi-thủy 
nên những điểm nhấn độc đáo, tô điểm cho diện điện, những hệ thống đường ống hoặc máy móc 
mạo đôi bờ sông. được xem như một yếu tố hình thức không thể 
 Đặc biệt trong kiến trúc CTTL là vẻ đẹp thiếu, tạo nên nét đặc trưng, nét độc đáo và làm 
mang tính động của các hình khối kỹ thuật nên ‘cái tôi’ riêng biệt cho kiến trúc CTTL. 
 Thiết kế kiến trúc công trình thủy lợi cho 
tưởng chừng như rất nặng nề. Do yêu cầu công 
 thấy mối quan hệ chặt chẽ trong bố cục kiến 
năng của các công trình như cửa xả lũ để xả bớt 
 trúc giữa các thiết bị kỹ thuật với các giải pháp 
lượng nước trong hồ chứa, duy trì cao độ mực 
 kiến trúc công trình. Một số thiết kế còn khai 
nước dâng trong lòng hồ đúng cao trình thiết kế, 
 thác các yếu tố kỹ thuật đặc biệt này để tạo nên 
đảm bảo an toàn cho đập; hoặc chuyển động 
 sự tương phản giữa màu sắc, tương phản giữa 
xoay hay nâng lên hạ xuống của các cửa van chất liệu nhằm mục đích tạo điểm nhấn trong 
khẩu độ lớn để khống chế mực nước, đảm bảo hình thức kiến trúc như hệ thống đường ống 
giao thông thủy, chống sóng triều trong các màu trắng dẫn nước vào cho 18 tuốc-bin khá nổi 
công trình ngăn sông; hoặc chuyển động đóng bật trong hình thức đập Itaipu-Brazil hoặc các 
mở của hệ thống cửa van bằng thép trong các thiết bị kỹ thuật bằng thép được sơn màu đỏ 
công trình phòng lũ  (hình 5) đã tạo nên vẻ trong đập thủy điện Tam Hiệp-Trung Quốc 
đẹp rất độc đáo, sinh động cho công trình bởi sự (hình 6). Tất cả chúng góp phần làm hình khối 
thay đổi linh hoạt trong hình thức kiến trúc của đồ sộ của công trình dường như duyên dáng, 
nó. Đặc biệt hình ảnh công trình thủy điện khi nhẹ nhàng hơn. 
78 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 44 (3/2014) 
 Hình 6. Kết hợp hệ thống đường ống kỹ thuật và Hình 8. Bộ phận điều khiển hệ thống cửa van của 
máy móc trong hình thức kiến trúc công trình ở đập cống đập ngăn mặn ở Nhật Bản 
 Itaipu-Blazil và đập Tam Hiệp-Trung Quốc 
 d. Phản ánh điều kiện kỹ thuật-công nghệ 
 c. Vẻ đẹp của vật liệu-chất liệu xây dựng 
 Vật liệu cũng là một trong các yếu tố góp Vẻ đẹp kỹ thuật của kiến trúc CTTL không 
phần tạo nên sức hấp dẫn của các công trình kiến chỉ là nét đẹp đặc thù của hệ kết cấu, của vật 
trúc, tạo nên sự hợp lý thuần khiết duy lý của hệ liệu, của tổ hợp hệ thống trang thiết bị máy móc 
cấu trúc, của sự kiến tạo hoàn chỉnh trong thiết mà còn ở khả năng phản ánh điều kiện kỹ thuật 
kế công trình. Kiến trúc CTTL cũng trải qua khá công nghệ, phản ánh sức mạnh chinh phục thiên 
nhiều dạng vật liệu khác nhau, từ những vật liệu nhiên của con người. Ba yếu tố hệ kết cấu-vật 
địa phương đơn giản như đất, đá đổ, đá khối liệu-kỹ thuật công nghệ luôn có mối quan hệ 
đến những vật liệu công nghệ cao như thép, bê chặt chẽ với nhau, hỗ trợ nhau cùng phát triển. 
 Mỗi hệ cấu trúc mới được ứng dụng là sự phát 
tông đầm lăn, vật liệu composit Một số hạng 
 triển cùng thời điểm của nhu cầu xã hội và khả 
mục của công trình thủy lợi thường xuyên phải năng đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuật công 
tiếp xúc với nước do yêu cầu công năng nên rất nghệ, đáp ứng được mối quan hệ giữa hình thức 
khó để sơn phủ bề mặt; do vậy, các thiết kế luôn và kỹ thuật theo hướng tôn vinh vẻ đẹp của 
cố gắng phát huy vẻ đẹp tự thân của vật liệu kết công nghệ, hệ cấu trúc và vật liệu cũng như hệ 
cấu để tạo nên những tác động mạnh mẽ đến xúc thống thiết bị máy móc trong tổ hợp hình thức 
cảm thẩm mỹ của người quan sát như vẻ trầm tư kiến trúc để xây dựng nên những công trình 
của vật liệu đất, đá; dáng cổ điển của vật liệu đá thủy lợi-thủy điện là biểu tượng của khát vọng 
tảng bản địa (hình 7); vẻ khỏe khoắn hiện đại của chinh phục thiên nhiên không bao giờ tắt của 
vật liệu bê tông trọng lực... con người. Nhiều công trình thủy lợi-thủy điện 
 Trong những thập kỷ gần đây, các thiết kế đi đã trở thành cột mốc đánh dấu những bước tiến 
cùng với nền công nghệ hiện đại và kỹ thuật xây vượt bậc trong kỹ thuật công nghệ, trở thành 
dựng tiên tiến luôn biết phát huy giá trị thẩm mỹ biểu tượng, thành niềm tự hào, thành hình ảnh 
của vật liệu hiện đại để tạo dáng cho các hình quảng bá của đất nước sở hữu nó. 
 Đặc biệt trong hệ thống các công trình thủy 
khối kỹ thuật có sức biểu hiện mới, duyên dáng 
 lợi-thủy điện phải kể đến những bước phát triển 
hơn, hiện đại hơn như hình thức kiến trúc khá mang tính đột phá trong công nghệ vật liệu và 
độc đáo được ốp phủ bề mặt bằng vật liệu kỹ thuật xây dựng đập thủy điện. Đập thủy điện 
composit trong phần bao che bộ phận điều khiển đầu tiên được xây dựng vào khoảng năm 1800 – 
hệ thống cửa van của cống đập ngăn mặn gần đập Debdon – với chiều cao chỉ 10 mét ngăn 
thành phố Nagoya – Nhật Bản (hình 8). dòng chảy của một con suối nhỏ ở Anh để làm 
 quay tua-bin Thomson truyền sang một máy 
 phát tạo nên 4kW điện. Trải qua nhiều thập kỷ, 
 với khả năng sáng tạo của mình con người đã 
 không ngừng thành công trong việc chinh phục 
 thiên nhiên. Năm 1935 là bước tiến trong khả 
 năng thay đổi dòng chảy của sông để tạo không 
 Hình 7. Vẻ đẹp tự thân của vật liệu kết cấu trong gian thuận lợi cho việc xây dựng các đập thủy 
đập đất ở thủy điện Hòa Bình – Việt Nam và đập đá điện lớn được đánh dấu bằng đập thủy điện 
 tảng ở thung lũng Elan – Mỹ 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 44 (3/2014) 79 
Marèges trên sông Dordogne-Pháp với công hành tinh - đập Tam Hiệp trên sông Trường 
suất 128 MW. Năm 1936 là những phát kiến Giang - Trung Quốc với công suất cực lớn 
trong vấn đề xử lý bê tông (làm nguội nhanh) và 22,500MW có chiều dài 2km và chiều cao tương 
năm 1942 là giải pháp thiết kế chống lũ để xâ đương với một tòa nhà 60 tầng, gồm 32 tổ máy 
dựng hai đập thủy điện công suất lớn là đập cùng một hệ thống âu thuyền hiện đại (hình 9). 
Hoover (1,345MW) trên sông Cororado và đập 3. LỜI KẾT 
Gland Coulee (2,000MW) trên sông Columbia – Như vậy, trong thiết kế kiến trúc CTTL, hệ 
Mỹ. Năm 1960, đập Krasnoyarsk (6,000MW) ở kết cấu, vật liệu cùng hệ thống thiết bị kỹ thuật 
Nga đã thành công trong việc thiết kế một hệ có mối liên quan chặt chẽ với nhau, với công 
thống thủy lực nâng tàu đầu tiên qua đập nhằm nghệ kỹ thuật xây dựng và công năng của công 
đảm bảo giao thông vận tải đường thủy của trình để tạo nên một vẻ đẹp riêng – vẻ đẹp đặc 
vùng Siberia trên con sông huyết mạch Yenisei. 
 thù kỹ thuật. Những công trình này đều mang 
 một vẻ đẹp độc đáo, khác lạ về kiến trúc bởi sự 
 kết hợp hài hòa giữa vẻ đẹp mỹ thuật trong hình 
 khối kỹ thuật, giữa các yếu tố động và tĩnh, giữa 
 các loại vật liệu khác nhau tạo nên những điểm 
 nhấn kỳ thú và ấn tượng, góp phần định hình 
 không gian cảnh quan vùng sông nước sơn thủy 
 hữu tình. Nhiều công trình đã trở thành địa điểm 
 Hình 9. Đập thủy điện Tam Hiệp trên sông du lịch thú vị hàng năm thu hút hàng nghìn du 
 Trường Giang-Trung Quốc 
 Những tiến bộ kỹ thuật-công nghệ của thế kỷ khách, đem lại nguồn lợi to lớn cho đât nước và 
20 cũng đã làm nên một đập thủy điện lớn nhất cho địa phương nơi xây dựng công trình. 
 Tài liệu tham khảo 
 1. Bộ môn Đồ hoạ Kỹ thuật - Bài giảng kiến trúc công trình thuỷ lợi - Trường ĐH Thuỷ lợi. 
 2. Đặng Thái Hoàng - Sáng tác kiến trúc – NXB Khoa học kỹ thuật – 2002. 
 3. Bài viết tóm tắt lại công trình nghiên cứu‘‘Cửa van khẩu độ lớn trong xây dựng công trình 
ngăn sông’’ của nhóm tác giả PGS.TS Trần Đình Hoà – GS.TS Trương Đình Dụ - KS. Lê Đình 
Hưng – ThS. Thái Quốc Hiền – KS. Vũ Tiến Thư – KS. Nguyễn Đức Hưng - Viện Thủy công. 
 4. Tư liệu ảnh và một số thông tin về công trình thủy lợi-thủy điện... lấy từ các trang web phổ 
biến tải từ Google và từ thư viện trường đại học Arkansas – Mỹ. 
 Abstract 
 STRUCTURAL BEAUTY IN HYDROELECTRIC AND IRRIGATION WORKS 
 In architectural design, structural systems themselves, materials, technical pipeline systems and 
machineries with high level of technical perfection can create great inspiration to art, causing the 
sense of beauty to the observers. Due to requirements of use of irrigation and hydroelectric works, 
their form directs to simplicity, natural beauty of shapes, of movement, and of force-resistant 
structural systems themselves. They include dams, spillways, posts, valve gates, salinity preventing 
drains, water bridges, etc. in a harmonious combination of aesthetic beauty in technical cubes, 
becoming a unique landscape highlight and adorning the banks of river. 
 Keywords: irrigation works, hydroelectric dams, structural system. 
 Người phản biện: GS.TS. Nguyễn Chiến BBT nhận bài: 15/8/2013 
 Phản biện xong: 31/3/2014 
80 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 44 (3/2014)