Theo số liệu thu thập từ Đài khí tượng Thủy văn khu vực Nam bộ, nhiệt độ không khí khu vực xả nước thải trung bình trong vòng 5 năm từ 2009 ÷ 2013 khoảng 28,20C. Nhiệt độ cao nhất trong vòng 5 năm từ 2009 ÷ 2013 khoảng 31,30C (tháng 5 năm 2010) và thấp nhất trong vòng 5 năm từ 2009 ÷ 2013 khoảng 25,90C (tháng 01 năm 2009). Dưới đây là bảng nhiệt độ trung bình các tháng trong năm:
Bảng 3-1. Thống kê nhiệt độ khu vực (0C) Bảng 3-1
Tháng 2009 2010 2011 2012 2013
1 25,9 27,3 26,9 27,6 27,3
2 27,7 28,4 27,6 28,2 29,0
Tháng 2009 2010 2011 2012 2013 4 29,4 30,3 29,1 29,3 30,4 5 28,5 31,3 29,5 29,2 29,8 6 29,2 29,3 28,5 28,7 28,9 7 28,0 28,3 27,9 28,3 28,1 8 28,6 27,9 28,4 29,1 28,3 9 27,6 28,6 28,1 27,5 27,6 10 27,7 27,5 28,1 28,2 27,7 11 28,4 27,2 28,1 28,8 28,1 12 27,5 27,4 27,2 29,1 26,6 TB 28,1 28,6 28,1 28,6 28,4
(Nguồn: Niên giám thống kê 2013) 3.1.3.2 Độ ẩm không khí:
Độ ẩm khu vực xả nước thải trung bình khoảng 75,6%, cao nhất khoảng 83% và thấp nhất khoảng 67%. Dưới đây là bảng độ ẩm trung bình các tháng trong năm:
Bảng 3-2. Thông kê độ ẩm khu vực (%)
Bảng 3-2 Tháng 2009 2010 2011 2012 2013 1 70 71 70 68 68 2 73 70 68 69 61 3 71 68 67 67 68 4 76 70 70 74 69 5 81 70 75 74 75 6 77 76 77 77 79
Tháng 2009 2010 2011 2012 2013 7 79 79 79 77 80 8 80 80 80 75 80 9 83 76 81 82 82 10 80 79 80 76 81 11 73 80 77 74 76 12 74 73 70 67 72 TB 76 74 75 73 74
(Nguồn: Niên giám thống kê 2013)
3.1.3.3 Tốc độ gió:
Gió có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình phát tán các chất ô nhiễm không khí. Tốc độ gió càng nhỏ thì mức độ ô nhiễm xung quanh nguồn ô nhiễm càng lớn. Gió chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa. Có 2 hướng gió chủ đạo:
- Gió mùa Nam - Tây Nam, xuất hiện từ tháng 5 đến tháng 10 sức gió mạnh nhất thường vào tháng 7 và tháng 8.
- Gió mùa Bắc - Đông Bắc, xuất hiện từ tháng 11 đến tháng 4 sức gió mạnh nhất vào tháng 2 và tháng 3..
- Tốc độ gió trung bình các tháng trong năm là 2,4 – 3,6 m/s. Thành pố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính đó là: Gió mùa Tây – Tây Nam vào mùa mưa và gió mùa Bắc – Đông Bắc vào mùa khô.
3.1.3.4 Bức xạ:
Thời kỳ nhiều nắng là từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau, Số giờ nắng khu vực xả nước thải trung bình khoảng 2.005,9 giờ/năm (trong vòng 5 năm từ 2009 ÷ 2013), cao nhất khoảng 252,9 giờ (tháng 3, năm 2005) và thấp nhất khoảng 90,5 giờ. Dưới đây là bảng số giờ nắng trung bình các tháng trong năm:
Bảng 3-3. Số giờ nắng khu vực dự án (giờ) Bảng 3-3 2009 2010 2011 2012 2013 Cả năm 2.003,0 2.073,7 1.892,9 2.131,6 2.023,4 Tháng 1 174,4 157,1 120,1 141,1 161,8 Tháng 2 168,1 245,3 188,9 176,8 192,6 Tháng 3 236,9 239,6 157,8 208,6 243,7 Tháng 4 186,7 240,8 187 217,3 186,8 Tháng 5 155,9 210,4 165 198,2 192,9 Tháng 6 191,6 177 163,6 164,3 147,8 Tháng 7 149,2 150 162,6 182,1 150,8 Tháng 8 155,7 141,2 198,1 218,9 185,9 Tháng 9 116,9 155,2 144,8 118,7 110,7 Tháng 10 132,3 102,7 154,3 154,1 156,6 Tháng 11 147,7 130,6 141 164,9 172,3 Tháng 12 187,6 123,8 109,7 186,6 121,5
(Nguồn: Niên giám thống kê 2013)
(Đính kèm: Bảng số liệu bức xạ chi tiết khu vực Tp.Hồ Chí Minh năm 2013)
3.1.3.5 Lượng mưa:
Theo số liệu thống trạm Tân Sơn Hòa – Nhà Bè thì lượng mưa trong năm là thấp nhất là 1.548,6mm; lượng mưa trung bình là 129,1mm, lượng mưa ngày lớn nhất là 75,7 mm. Lượng mưa thấp nhất thường vào tháng 1, 2 và 3 hằng năm và tháng 11, 12, còn lượng mưa cao nhất trong năm thường từ tháng 6 đến tháng 9, đôi khi vào tháng 10.
Mùa mưa: từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa phân bố không đều, tập trung nhiều nhất là vào tháng 8 và tháng 9, trong thời gian này nếu gặp triều cường sẽ gây úng cục bộ ở một số nơi.
Mùa khô: từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, mùa này mực nước ngầm xuống thấp.
Bảng 3-4. Lượng mưa trung bình khu vực giai đoạn 2009-2013 (mm) Bảng 3-5 Tháng 2009 2010 2011 2012 2013 1 0,3 23 9,4 18 38,1 2 21,4 - - 68,7 0,1 3 57,8 3,9 40,3 36,4 10,1 4 187,0 9,9 181,9 144,4 18,3 5 318,5 8,8 124,4 72,2 196,8 6 83,2 160 213,1 270,6 173,3 7 223,0 294,3 281,5 200,4 175,8 8 323,9 400,6 244,4 113,4 260,7 9 325,1 373,7 232,1 407,9 411,2 10 249,0 321,8 232,6 434,4 407,4 11 141,2 379,9 321,1 91,2 257,4 12 49,5 40,3 73 25,4 31,3 Cả năm 1.979,9 2.016,2 1.953,8 1.883,0 1.980,5
(Nguồn: Niên giám thống kê 2013)
Nhìn chung khí hậu ở khu quy hoạch có tính ổn định cao, không gặp thời tiết bất thường như bão lụt, nhiệt độ quá nóng hoặc quá lạnh.
Do địa hình khu vực dự án cao nên không hề bị có tình trạng ngập úng, không chịu ảnh hưởng của tình hình mực nước triều.
Trong khu quy hoạch có kênh Trung Ương có chiều dài khoảng 3.212m, rộng 8m giáp phía Đông và kênh Thủy Lợi giáp một phần phía Tây khu đất, phục vụ cho tưới tiêu của các ruộng trồng lúa xung quanh. Tuy nhiên trên thực tế kênh Trung Ương rất cạn do bị thiên nhiên bồi lấp và từ lâu không còn chức năng lưu thông thủy hay tưới tiêu chỉ khi gặp mưa lớn thì mới có nước.
Nhận xét chung về khí hậu khu vực Thành phố Hồ Chí Minh: cho thấy là khu vực có khí hậu điều hoà; cùng với đất đai phì nhiêu, điều kiện thiên nhiên mưa thuận gió hoà … như vậy, có nhiều thuận lợi cho đời sống và sản xuất, phát triển nền kinh tế khu vực. Trong phạm vi của đề tài, tác giả tập trung nghiên cứu xem xét sự thay đổi nhiệt độ môi trường của khu vực Thành phố HCM theo số liệu quan trắc tại trạm khí tượng Tân Sơn Hòa – Nhà Bè
3.2. Cách xác định nhiệt độ bề mặt trên mặt đường BTXM:
Nhiệt độ môi trường tác động lên mặt đường BTXM bao gồm hai yếu tố cơ bản là: Nhiệt độ không khí và bức xạ mặt trời tại khu vực xây dựng. Sự thay đổi nhiệt độ không khí và bức xạ mặt trời diễn ra thường xuyêt theo chu kỳ ngày đêm và theo chu kỳ năm, tức là là nhiệt độ môi trường thay đổi theo chu kỳ ngày đêm và theo năm. Như vậy, nhiệt độ môi trường tác động lên bề mặt mặt đường BTXM cũng diễn ra theo chu kỳ ngày đêm và theo chu kỳ năm. Giá trị nhiệt độ bề mặt mặt đường BTXM được xác định bằng phương pháp lý thuyết, phương pháp lý thuyết kết hợp với thực nghiệm hoặc hoàn toàn bằng thực nghiệm. Theo các tài liệu chuyên ngành hiện nay cho thấy nhiệt độ bề mặt của mặt đường BTXM theo chu kỳ ngày đêm có thể xác định theo công thức sau:
k a I t t t t dn kk bx kk bm = + = +ρ ; (3.1) Trong đó: bm
t - nhiệt độ bề mặt của mặt đường BTXM, được lấy trung bình theo
kk
t - nhiệt độ không khí, cũng lấy trung bình theo tháng;
bx
t - nhiệt độ tương đương do bức xạ mặt trời đốt nóng thêm bề mặt của
mặt đường bê tông xi măng, tbx được xác định như sau:
k a I t dn bx =ρ ; (3.2) Trong đó:
ρ - hệ số hấp thụ nhiệt độ của mặt đường BTXM thay đổi trong khoảng ρ
= 0,65 - 0,80;
I - cường độ tia bức xạ, phụ thuộc vĩ độ Bắc, tính bằng kcal/m2giờ; là tổng lượng bức xạ trực tiếp của mặt trời đến 1m2 mặt đường trong một đơn vị thời gian, khi tính lấy theo giá trị trực xạ trên mặt bằng tại thời điểm và địa điểm tính toán;
k - hệ số giảm cường độ bức xạ mặt trời do có nhiều bụi trong không khí, thực tế đối với mặt đường BTXM thường lấy k = 0,5 đến 0,7;
adn - hệ số truyền nhiệt chung, với mặt đường BTXM, lấy adn = 16 đến 20 kcal/m2.độ.giờ.
Nhiệt độ bề mặt tấm BTXM tính theo công thức (3.1) phụ thuộc vào nhiệt độ không khí, cường độ tia bức xạ mặt trời, tính chất vật liệu làm mặt đường và độ trong suốt của bầu khí quyển; phụ thuộc theo vị trí của từng khu vực khí hậu mà tại đó mặt đường được xây dựng. Nhiệt độ bề mặt của mặt đường BTXM tại mỗi khu vực khác nhau sẽ có giá trị khác nhau tuỳ thuộc vào tính chất và đặc điểm của khu vực xây dựng.
3.3. Tính toán xác định nhiệt độ bề mặt trên mặt đường BTXM tại Thànhphố Hồ Chí Minh: phố Hồ Chí Minh:
3.3.1 Nhiệt độ và bức xạ đo được tại trạm khí tượng Tân Sơn Hòa – Nhà Bè:
Trạm khí tượng Tân Sơn Hòa – Nhà Bè là trạm khí tượng quốc gia đã có từ lâu, số liệu thường xuyên đo đạc và quan trắc hiện nay được lưu trữ tại Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Nam Bộ. Được sự hợp tác và giúp đỡ tận tình của các cán bộ
nhân viên Trung tâm, tác giả đã thu thập được các số liệu về nhiệt độ và bức xạ theo 24 giờ, nhiệt độ lớn nhất, nhỏ nhất của tất cả các ngày năm 2013 tại trạm Tân Sơn Hòa – Nhà Bè (phụ lục số liệu luận án).
Để xem xét sự tác động của nhiệt độ và bức xạ đối với bề mặt tấm BTXM ta cần xác định giá trị nhiệt độ và bức xạ trung bình tháng theo chu kỳ ngày đêm.
3.3.1.1 Nhiệt độ không khí trung bình tháng theo giờ năm 2013 đối với khu vực Thành phố Hồ Chí Minh
Bảng 3-5
Từ bảng 3-5 cho ta nhận định là: sự làm việc của mặt đường BTXM khi chịu tác động nhiệt độ tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh sẽ xảy ra bất lợi vào tháng II, III, IV và V. Chính vì vậy, tác giả đã tiến hành thu thập số liệu đo và quan trắc về nhiệt độ khu vực Thành phố Hồ Chí Minh trong các tháng II, III, IV và V của năm 2013. Chính vì vậy, tác giả đã thu thập số liệu đo và quan trắc nhiệt độ tại
khu vực Thành phố Hồ Chí Minh trong các tháng II, III, IV và V của năm 2013. Theo công thức sau:
∆t(nđ) = tmax - tmin (3.3) ∆t(nđ.tb) = ∑= = n i i 1 ∆t(nđ)i/n (3.4) Trong đó:
∆t(nđ) - chênh lệch nhiệt độ ngày đêm tại thời điểm nghiên cứu; ∆t (nđ.tb) - chênh lệch nhiệt độ ngày đêm trung bình tháng; n - số ngày trong tháng ( n = 30 hoặc 31 ngày);
tmax, tmin - giá trị đo, quan trắc nhiệt độ lớn nhất, nhỏ nhất theo ngày đêm do trạm khí tượng thông báo và được lưu trữ tại Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn Nam Bộ
Nhiệt độ trung bình của không khí theo từng giờ tại trạm Tân Sơn Hòa – Nhà Bè (theo số liệu năm 2013 với các tháng II, III, IV và V)
Bảng 3-6
3.3.1.2Bức xạ trung bình của không khí theo từng giờ tại trạm Tân Sơn Hòa – Nhà Bè (theo số liệu năm 2013 với các tháng II, III, IV và V)
Bức xạ trung bình của theo từng giờ tại trạm Tân Sơn Hòa – Nhà Bè (theo số liệu năm 2013 với các tháng II, III, IV và V
Bảng 3-8
3.3.2 Xác định nhiệt độ tính toán bề mặt tấm BTXM mặt đường tại khuvực Thành phố Hồ Chí Minh: vực Thành phố Hồ Chí Minh:
Căn cứ theo những kết quả đã trình bày trên về sự biến đổi của nhiệt độ và bức xạ mặt trời của khí hậu khu vực Thành phố Hồ Chí Minh, ta cũng tiến hành tính toán chi tiết theo các bước sau:
3.3.2.1 Xác định nhiệt độ không khí tbm
Theo kết quả đã trình bày tại phần trên cho thấy nhiệt độ không khí tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh vào tháng III và tháng IV có giá trị xấp xỉ nhau (bảng 3-6). Mặt khác, theo bảng 3-8, bức xạ tháng III là lớn nhất, vì vậy tác giả đề
nghị chọn tháng III để tính toán. Kết quả lựa chọn về nhiệt độ tính toán theo chu kỳ ngày đêm của tháng III tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh được trình bày trong bảng 3-9
3.3.2.2 Xác định nhiệt độ làm nóng thêm mặt đường do bức xạ tbm
Để tìm tbm , ta cần xác định và lựa chọn những yếu tố cụ thể như sau:
ρ - Hệ số hấp thụ của mặt đường BTXM thay đổi trong khoảng ρ=0,80. I - Cường độ bức xạ mặt trời, tính bằng kcal/m2 giờ, là tổng bức xạ đến 1m2 mặt đường trong một đơn vị thời gian, khi tính thì lấy bằng cường độ bức xạ vào tháng nóng nhất ở thời điểm 11÷12 giờ trưa.
k - Hệ số giảm cường độ bức xạ mặt trời do có nhiều bụi trong không khí, lấy k=0,65
adn - Hệ số truyền nhiệt, lấy trung bình bằng 20 kcal/m2 độ giờ
Kết quả tính được tbm đối với điều kiện khí hậu tháng III của khu vực phía
Nam và trình bày trong bảng 3-9
3.3.2.3 Xác định nhiệt độ bề mặt của tấm BTXM mặt đường khu vực Thành phố Hồ Chí Minh:
Bảng 3-9 Nhiệt độ tính toán bề mặt tấm BTXM mặt đường sân bay tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh (nhiệt độ tháng III)
Bảng 3-9 TT TÍNHGiỜ TOÁN I kcal/m2 giờ kk t 0C bx t 0C bm t 0C TT GiỜ TÍNH TOÁN I kcal/m2 giờ kk t 0C bx t 0C bm t 0C 1 7 74.3 26.78 1.93 28.72 13 19 0 29.25 0.00 29.25 2 8 257.9 28.24 6.71 34.94 14 20 0 28.74 0.00 28.74 3 9 457.1 29.65 11.88 41.54 15 21 0 28.42 0.00 28.42 4 10 629.5 31.01 16.3 7 47.37 16 22 0 28.17 0.00 28.17 5 11 703.7 32.19 18.3 0 50.49 17 23 0 27.91 0.00 27.91 6 12 756.7 32.90 19.68 52.58 18 24 0 27.70 0.00 27.70 7 13 752.6 33.81 19.57 53.38 19 1 0 27.40 0.00 27.40 8 14 723.3 34.21 18.80 53.01 20 2 0 27.12 0.00 27.12 9 15 620.5 33.81 16.1 3 49.94 21 3 0 26.96 0.00 26.96
10 16 422.1 32.93 10.97 43.90 22 4 0 26.82 0.00 26.82 11 17 203.7 31.36 5.30 36.66 23 5 0 26.66 0.00 26.66 12 18 43.3 30.14 1.13 31.26 24 6 2 26.60 0.05 26.65
Hình 3.1 Nhiệt độ không khí và nhiệt độ tính toán bề mặt tấm BTXM mặt đường theo chu kỳ ngày đêm của khu vực Thành phố Hồ Chí Minh.
3.4. Nhận xét và kết luận chương 3:
Trên cơ sở các số liệu đã thu thập xử lý về nhiệt độ và bức xạ, tác giả đã xác định được nhiệt độ tính toán bề mặt của mặt đường BTXM tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh. Từ kết quả thu được ta nhận thấy rằng:
- Nhiệt độ môi trường tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh là khu vực có nhiệt độ cao và diễn ra thường xuyên quanh năm.
- Nhiệt độ bề mặt của mặt đường BTXM theo chu kỳ ngày đêm là hàm chu kỳ nhưng không phải là hàm điều hoà và không có dạng hình Sin. Như bảng 3-9
thể hiện trên hình 3.1 ta có: Nhiệt độ không khí cao nhất là 34,210C vào lúc 14 giờ và thấp nhất là 26,600C vào lúc 6 giờ sáng.
- Tương tự, trên hình 3.1, ta có đường đậm thể hiện quy luật biến đổi của nhiệt độ bề mặt tính toán của mặt đường BTXM. Nhiệt độ bề mặt tính toán của mặt đường BTXM lớn nhất là 53,380C vào lúc 13 giờ, nhỏ nhất là 26,650C lúc 6 giờ sáng.
- Kết quả tính toán cho ta nhận được một số qui luật biến đổi cụ thể là: + Nhiệt độ không khí lớn nhất xuất hiện vào lúc từ 14giờ đến 15giờ trong ngày.
+ Cường độ tia nắng mặt trời tác động lên bề mặt tấm BTXM (trực xạ trên mặt bằng) lớn nhất thường xảy ra vào thời điểm từ 12giờ đến 12giờ30phút.
+ Nhiệt độ tính toán bề mặt mặt đường BTXM lớn nhất xảy ra vào thời điểm 13giờ .
CHƯƠNG 4
NGHIÊN CỨU SỰ TÁC ĐỘNG CỦA NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG
4.1. Nghiên cứu sự truyền nhiệt và sự thay đổi của nhiệt độ trong tấm bêtông của mặt đường BTXM: