Wegverkeer – bepalen depositiesnelheden
In het kort
AERIUS berekent de depositiebijdrage van NOx en NH3 van verkeersbronnen met een concentratieberekening volgens Standaardrekenmethode 2 (SRM2). De depositiesnelheid is een maat voor de snelheid waarmee gassen of deeltjes via afzetting of adsorptie aan het oppervlak uit de atmosfeer worden verwijderd. De depositiebijdrage wordt berekend door de concentratiebijdrage te vermenigvuldigen met de effectieve droge depositiesnelheid en te corrigeren voor brondepletie. De brondepletie brengt de vermindering van de concentratie ten gevolge van de depositie in rekening. Zowel de effectieve droge depositiesnelheid als de brondepletie zijn bepaald met het OPS model
Hoe worden de depositiesnelheden per hexagoon bepaald?
Per rekenpunt in het midden van een hexagoon is met het rekenmodel OPS een waarde berekend voor de depositiesnelheid NOX en NH3:
1. Er is uitgegaan van de zoomlevel 2 hexagonen (zie onderstaande figuur). Het oppervlak van een zoomlevel 2 hexagoon heeft een oppervlak van ongeveer 4 hectare. Dat sluit het meeste aan bij een gridgrootte van 250x250 meter, die beschouwd wordt als de minimale rekenresolutie behorende bij de depositiesnelheid (RIVM notitie).
2. Per zoomlevel 2 hexagon zijn de concentraties en droge deposities in het midden van het hexagoon berekend. De effectieve depositiesnelheid volgt door de droge depositie te delen op de concentratie. De effectieve depositie snelheid hangt af van de stof. Deze is daarom voor NOx en NH3 afzonderlijk bepaald.
3. De emissiesterkte is voor de bepaling van de effectieve depositiesnelheid willekeurig. De emissie is verdeeld over punten, verspreid over drie cirkels rondom het rekenpunt, op 1, 2 en 3 km van het middelpunt van het hexagoon. De keuze om emissies tot een afstand van 3 km aan te houden is ingegeven door de methode voor dubbeltellingcorrectie op het hoofdwegennet waarbij de correctie in een kilometervak is bepaald op basis van de emissiebijdragen in de omringende kilometervakken tot 3 km. Per cirkel zijn de emissies van die cirkel vervolgens verdeeld over 36 punten op die cirkel (hoek tussen 2 punten: 10°). Zie onderstaand figuur.
4. De depositiesnelheid (Vd) is berekend door de berekende concentratie op de receptor te delen door de berekende droge depositie. Deze waarde geldt dus voor de receptoren op zoomlevel 2. Hierbij is de volgende formule gebruikt:
met:
Vd = effectieve depositiesnelheid (m/s)
Φ = flux (=deposities berekend met OPS)
m = molmassa NH3 = 17 (g/mol) en NO2 = 46 (g/mol)
t = omrekenfactor voor de tijd (s)
A = omrekenfactor voor oppervlak (m2)
C = concentratie (µg/m3)
5. De rekenpunten op zoomlevel 2 vallen samen met een deel van de rekenpunten op zoomlevel 1. De waarden voor de depositiesnelheid voor de overige hexagonen op zoomlevel 1 zijn bepaald door te middelen.
Resultaat is een tabel met depositiesnelheden NOX en NH3 per hexagoon van 1 hectare.
Hoe vindt schaling plaats van de depositiesnelheden?
Er is een relatie tussen de afstand van de weg en de depositiesnelheid. Er is daarom voor gekozen om de depositiesnelheid voor een hexagoon te schalen wanneer de hexagoon zich op korte afstand (<1000m) van de bron bevindt.
Deze schaling vindt plaats aan de hand van onderstaande functies, en zijn van toepassing op situaties met afstanden tussen het wegsegment en het middelpunt van de hexagoon tot en met 1000 meter. De ondergrens is 25 meter: bij afstanden korter dan 25 meter gaat onderstaande functie uit van 25 meter. Bij afstanden groter dan 1000 meter vindt geen schaling plaats en gaat AERIUS uit van de depositiesnelheid van de desbetreffende hexagoon.
Vd,NH3 =Vd,NH3 | 0 * (-0.113*ln(X) + 1.7599)
Vd,NOx =Vd,NOx | 0 * (-0.184*ln(X) + 2.2837)
met:
Vd,stof = effectieve depositie snelheid (m/s)
Vd,stof | 0 = effectieve depositie snelheid (m/s) op 0 meter afstand tot de bron
X = afstand van de hexagoon tot het wegsegment (m)
De bovenstaande functies zijn afgeleid van gemiddelde waarden van de depositiesnelheden voor een selectie van 1300 landsdekkende hexagonen. Bij de selectie van de hexagonen is ervoor gezorgd dat de verschillende windsectoren en klassen van landgebruik evenredig vertegenwoordigd zijn. Onderstaande figuren tonen voor NH3 en NOx de resulterende schaalfactor. Afhankelijk van de afstand tussen het wegsegment en rekenpunt wordt de depositiesnelheid vermenigvuldigd met deze schaalfactor.
