Wegverkeer – bepalen depositiesnelheden
In het kort
AERIUS berekent de concentratiebijdrage NO2 en NH3 van verkeersbronnen met een implementatie van Standaardrekenmethode 2 (SRM2) uit de Regeling beoordeling luchtkwaliteit 2007. Om te komen tot een waarde voor de depositiebijdrage wordt de berekende concentratiebijdrage vermenigvuldigd met de ‘depositiesnelheid’.
De depositiesnelheid is een maat voor de snelheid waarmee gassen of deeltjes via afzetting of adsorptie aan het oppervlak uit de atmosfeer worden verwijderd.
AERIUS gaat uit van depositiesnelheden voor NOX en NH3 die per hexagoon van één hectare zijn bepaald op basis van berekeningen met het OPS model van het RIVM.
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. De concentraties en deposities op het rekenpunt in het midden van de hexagoon zijn berekend op basis van de gemiddelde verkeersemissies NOX en NH3 op het hoofdwegennet per grid van 1x1 km, zoals gebruikt in het basisjaar van de GCN2014.
3. Deze verkeersemissies zijn toebedeeld aan drie cirkels rondom het rekenpunt, op 1, 2 en 3 km van het receptorpunt. De keuze om emissies tot een afstand van 3 km aan te houden is ingegeven door de methode voor dubbeltellingcorrectie HWN waarbij de correctie in een km vak is bepaald op basis van de emissiebijdragen in de omringende km vakken 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 onderstaande 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 (=effectieve depositiesnelheid, 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 middel van interpolatie.
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) + 1.759)
Vd,NOx =Vd,NOx | 0 * (-0.185*ln(X) + 2.285)
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 bijna 1000 hexagonen. Bij de selectie van de hexagonen is ervoor gezorgd dat de verschillende windsectoren en klassen van landgebruik evenredig vertegenwoordigd zijn. Onderstaande figuren geven inzicht in de gemiddelde waarden voor de effectieve depositiesnelheden voor NOX en NH3, en de schaalfactoren die hieruit volgen.
