DEEL 2 - TECHNISCHE BESCHRIJVING AERIUS CALCULATOR

5 - Implementatie SRM-2 in AERIUS Calculator

AERIUS berekent de depositiebijdrage van rijdend verkeer tot op 5 km van een wegsegment op basis van een concentratieberekening volgens standaardrekenmethode 2 (SRM-2).

In de concentratieberekening met SRM-2 wordt onder andere gebruik gemaakt van de emissie, de weg- en omgevingskenmerken, de meteorologische condities en terreinruwheid. De depositiebijdrage wordt berekend door de concentratiebijdragen te corrigeren voor brondepletie en te vermenigvuldigen met de effectieve droge depositiesnelheid. De waarden voor de depletie en depositiesnelheid zijn afgeleid met het rekenmodel OPS. De brondepletie brengt de afname van de concentratie ten gevolge van de depositie in rekening.

Vanaf een afstand van 5 km wordt de bijdrage van rijdend verkeer volledig berekend met OPS (zowel de concentratie als de depositie).

5.1 Wat is SRM-2?

SRM-2 staat voor standaardrekenmethode 2 en is een rekenmethode vastgelegd in Bijlage II van de Omgevingsregeling^[1]. SRM-2 is bedoeld voor het berekenen van de concentratiebijdrage van rijdend verkeer op wegen in een open terrein, gewoonlijk buiten de bebouwde kom. Dit betekent dat er in de omgeving van de weg niet of nauwelijks obstakels zijn die van invloed zijn op de verspreiding van de emissies.

AERIUS berekent de bijdrage van rijdend verkeer tot 5 km afstand op basis van een eigen implementatie van SRM-2 uit de Regeling beoordeling luchtkwaliteit 2007.

5.2 Toepassingsbereik SRM-2 en toepassing in AERIUS

Het toepassingsbereik van SRM-2 staat vermeld in Bijlage II van de Omgevingsregeling. Wegen door een open, gewoonlijk buitenstedelijk gebied, waar de bebouwing relatief ver van de weg staat, vallen binnen het toepassingsbereik van SRM-2: de afstand van de bebouwing tot de wegrand dient minimaal drie keer de hoogte van eventuele bebouwing naast de weg te zijn. Figuur 22 illustreert dit. SRM-2 kan daarnaast ook worden toegepast bij wegen waarbij sprake is van een hoogteverschil tussen weg en maaiveld of bij wegen waarlangs sprake is van de aanwezigheid van schermen of wallen.

In de praktijk gaat het bij SRM-2 wegen meestal om (rijks)snelwegen en provinciale wegen. Het gros van de wegen binnen bebouwd gebied ligt in de bebouwde kom en valt - vanuit het domein luchtkwaliteit - binnen het toepassingsbereik standaardrekenmethode 1 (SRM-1). Snelwegen door bebouwd gebied vallen meestal wel binnen het toepassingsbereik van SRM-2.

Wanneer in AERIUS gekozen wordt voor een weg binnen de bebouwde kom, wordt de emissie van het verkeer op deze weg berekend op basis van emissiefactoren die zijn vastgesteld voor binnenstedelijke wegen. De verspreiding van deze emissie naar de omgeving wordt wel op basis van de implementatie van SRM-2 berekend.

SRM-2 is meestal een veilige benadering voor doorrekening van wegen in bebouwd gebied. AERIUS berekent de depositie in natuurgebieden. Voor wegen in de stad ligt het dichtstbijzijnde natuurgebied in het algemeen op grotere afstand. De verspreiding conform SRM-1 is niet geschikt voor dergelijke situaties, want deze rekent alleen op korte afstand van de weg. De SRM-2-methode houdt geen rekening met het effect van de bebouwing direct langs de weg, en is daardoor minder nauwkeurig voor rekenen dicht bij deze weg. Op grotere afstanden neemt kwaliteit van de benadering met SRM-2 toe en leidt tot (kleine) overschattingen, waardoor de huidige implementatie voor grotere afstanden tot de bron als worst case kan worden beschouwd. Dit vormt voor grotere afstanden tot de betreffende weg een veilige benadering die recht doet aan het domein stikstofdepositie. Alleen in de situaties waar het natuurgebied dicht bij de betreffende bron ligt, is SRM-2 geen veilige benadering. Voor dergelijke specifieke situaties moet contact opgenomen worden met het bevoegd gezag.

Figuur 22: Schematisch overzicht toepassingsbereik SRM-2

5.3 Rekenen met SRM-2 in AERIUS: schematische weergave

Figuur 23 illustreert schematisch hoe het rekenen met SRM-2 in AERIUS in zijn werk gaat. De concentratieberekening met SRM-2 (tot een afstand van 5 km van de weg), maakt gebruik van door de gebruiker ingevoerde wegkenmerken inclusief intensiteiten (emissies) en van gegevens omtrent meteorologische condities en terreinruwheid. De aldus berekende concentraties worden vervolgens gecorrigeerd voor depletie (afname concentratie ten gevolge van depositie onderweg) en vermenigvuldigd met de effectieve droge depositiesnelheid, om te komen tot een depositiebijdrage. Zowel de effectieve droge depositiesnelheid als de brondepletie worden bepaald met het OPS-model.

De belangrijkste parameters in een SRM-2 berekening zijn de volgende:

• Emissies: deze worden niet direct ingevoerd, maar berekend per wegsegment en per stof. De emissieberekening gebeurt op basis van kenmerken van het wegsegment die de gebruiker invoert (o.a. weglengte, wegtype en snelheid), in combinatie met de verkeersgegevens en een set emissiefactoren die de gebruiker kiest (voorgeschreven emissiefactoren, of een eigen specificatie);

• Omgevingskenmerken of wegkenmerken: De verspreiding van de berekende emissies in de atmosfeer wordt beïnvloed door bepaalde omgevingskenmerken van de weg (wegkenmerken), zoals de aanwezigheid van schermen of een verhoogde of verdiepte ligging. Deze kenmerken worden door de gebruiker meegegeven;

• Meteorologische condities: De heersende achtergrondconcentratie van ozon op een bepaalde plek en de meteorologische omstandigheden zijn van invloed op de berekende concentraties in de lucht. SRM-2 haalt deze gegevens op uit de zogeheten preSRM preprocessor. Bij een ander rekenjaar, wordt een andere achtergrondwaarde opgehaald.

Figuur 23: Schematisch overzicht van de in- en uitvoer bij berekeningen met SRM-2

5.4 Belangrijkste parameters SRM-2 kort toegelicht

In Bijlage 7: SRM-2 implementatie in AERIUS Calculator is in detail terug te vinden hoe de concentratieberekening met SRM-2 uitgevoerd wordt. De belangrijkste aspecten komen hieronder op hoofdlijn aan bod.

5.4.1 Emissiebepaling SRM-2

Een weg of wegvak in AERIUS is altijd een lijnbron, en deze wordt in AERIUS vastgelegd als een 'linestring': een lijn die is opgebouwd uit een aantal punten. Eén getekende lijn of linestring is in AERIUS één emissiebron en wordt ook als zodanig getoond. Elk stuk tussen twee punten (vertex) binnen de lijn, wordt een wegsegment genoemd. Een weg of wegvak in AERIUS bestaat dus altijd uit 1 of meer wegsegmenten. Figuur 24 illustreert dit.

In SRM2 wordt elk wegsegment gezien als losse emissiebron. Ten behoeve van de SRM2 berekening wordt elk wegsegment opgedeeld in gelijke stukken van maximaal 2 meter lang. De emissie van ieder wegsegment in microgram/seconde wordt gelijk verdeeld over deze stukken, en ieder stuk wordt vervolgens doorgerekend als losse puntbron. De emissie van alle puntbronnen opgeteld is altijd gelijk aan de totale emissie voor het wegsegment, die berekend wordt op basis van invoer van de gebruiker (aantal voertuigen per tijdseenheid x emissiefactor). De emissie van alle wegsegmenten samen, is weer gelijk aan de totale emissie van de weg of wegvak (de bron in AERIUS).

Figuur 24: Voorbeeld van een weg met meerdere wegsegmenten

In Bijlage 7: SRM-2 implementatie in AERIUS Calculator is de emissiebepaling in meer detail opgenomen. De emissieberekening voor rijdend verkeer is beschreven in:

• Bijlage 27: Emissieberekening rijdend verkeer - standaard;

• Bijlage 28: Emissieberekening rijdend verkeer - eigen specificatie.

5.4.2 Invloed wegkenmerken SRM-2

Een weg of wegvak wordt in AERIUS aangemaakt als een lijnbron. Afhankelijk van hoe de lijnbron getekend is, kan deze bestaan uit 1 of meerdere wegsegmenten, zoals hierboven toegelicht. Dit is voor het vastleggen van de wegkenmerken echter niet relevant.

Binnen één lijnbron geldt een set van wegkenmerken, die van invloed is op het verspreidingsgedrag. De gebruiker geeft deze wegkenmerken zelf aan. Als sprake is van een weg waar de wegkenmerken niet overal gelijk zijn, kan de gebruiker de weg opsplitsen in meerdere, aan elkaar grenzende lijnbronnen en per lijnbron andere kenmerken meegeven.

Het type weg (de gekozen wegsector in AERIUS), bepaalt de zogeheten 'initiële verticale dispersie': de verspreiding van de emissies in verticale richting. Deze is bij Buitenwegen en Wegen binnen de bebouwde kom anders dan bij Snelwegen. De verticale dispersie wordt vervolgens beïnvloed door de wegkenmerken die de gebruiker meegeeft aan een weg:

• Type hoogteligging (normaal, normale dijk, steile dijk, viaduct of tunnel);

• Weghoogte ten opzichte van maaiveld (alleen van invloed als type hoogteligging anders dan 'normaal' is);

• Wel of geen afschermende constructie en bijbehorende kenmerken.

Bij een type hoogteligging die anders is dan 'normaal' en/of bij de keuze voor een afschermende constructie, wordt een correctie toegepast op de initiële dispersie.

• De correctie op de dispersie bij een afwijkend type hoogteligging, is afhankelijk van de hoogte van de weg. Deze kan zowel een negatieve (verdiepte ligging) als een positieve waarde (verhoogde ligging) hebben. Handig om te weten: SRM-2 rekent alleen binnen een bereik van -6m tot +12m. Hoogtes die buiten dit bereik vallen worden doorgerekend met de dichtstbijzijnde waarde binnen het bereik. Een weg op 15 meter hoogte zal hetzelfde rekenresultaat geven als een weg op 12 meter hoogte;

• Het effect van afschermende constructies hangt af van het type constructie, de hoogte en de afstand tot de wegrand. Ook hierbij geldt een bepaald bereik binnen SRM-2. Afschermende constructies hebben geen effect meer in de SRM-2 berekening als de afstand meer dan 50 meter is of als het scherm lager dan 1 meter is. Schermen hoger dan 6 meter worden doorgerekend alsof de hoogte 6 meter is.

Zie voor meer informatie over hoe de wegkenmerken de verspreiding beïnvloeden Bijlage 7: SRM-2 implementatie in AERIUS Calculator.

Tunnelfactor is niet hetzelfde als weghoogte-type 'tunnel'

Naast de keuze voor 'tunnel' bij het type weghoogte, kent SRM-2 ook een zogeheten tunnelfactor als kenmerk van een SRM-2 wegvak. Dit is bedoeld om dichte tunnels zonder mechanische ventilatie te kunnen modelleren in SRM-2. De door te rekenen emissies op een wegvak, worden vermenigvuldigd met de tunnelfactor voordat gerekend wordt.

• Standaard geldt tunnelfactor 1: geen tunneleffect;
• Een tunnelfactor van 0 is bedoeld voor de overdekte tunnel zelf: hetwegvak waar geen emissie vrijkomt door de overkapping (emissies x 0);
• Een tunnelfactor >1 kan worden gebruikt voor de wegvakken die bij de tunneluitgangen liggen: daar komt de emissie die in de tunnel is vrijgekomen alsnog vrij in de buitenlucht.

De bedoeling van de tunnelfactor is te zorgen dat de emissies die in de tunnel zijn vrijgekomen, meegenomen worden als extra emissie op de wegvakken bij de tunnelmond. Daartoe worden de emissies van die wegvakken opgehoogd via de tunnelfactor. De gebruiker moet zelf berekenen wat de juiste tunnelfactor moet zijn, zodat alle tunnelemissies meegenomen worden en de tunnelfactor juist wordt toegepast.^[2]

5.4.3 Meteorologische gegevens en terreinruwheid: PreSRM

Voorbewerkingen benodigd voor SRM-2-berekeningen zijn geheel geautomatiseerd en opgenomen in een hulpprogramma voor luchtkwaliteitsberekeningen, de zogenaamde PreSRM. PreSRM staat voor: Preprocessor Standaard Rekenmethoden. Voor alle modelimplementaties van het Nieuw Nationaal Model (NNM) is voorgeschreven^[3] dat gebruik moet worden gemaakt van dit hulpprogramma om de grootschalige concentraties, de dubbeltellingscorrecties voor snelwegen, alle benodigde meteorologisch parameters en de terreinruwheid aan het model te koppelen.

5.5 Van concentratie naar depositie: depletie en depositiesnelheid

Om van een berekende concentratie naar een depositiebijdrage te komen, maakt AERIUS gebruik van een 'depletiefactor' en een 'droge depositiesnelheid'. Deze twee factoren worden beiden afgeleid aan de hand van berekeningen met OPS. De bepaling van de depositiebijdrage is feitelijk een nabewerking op de met SRM-2 berekende concentraties. Omdat de depletiefactor en depositiesnelheid bepaald worden met OPS, moeten deze opnieuw worden afgeleid op het moment dat er aanpassingen zijn in de depositiemodellering van OPS.

5.5.1 Depletiefactor

Bij de berekening van de concentraties in SRM-2, wordt geen rekening gehouden met de verwijdering van de desbetreffende stof in het gebied tussen bron en rekenpunt als gevolg van depositie en chemische omzetting. Dit proces heet depletie. Door de met SRM-2 berekende concentratie te vermenigvuldigen met een depletiefactor, wordt dit effect van tussenliggende omzetting en depositie op de concentratie in de lucht wel meegenomen.

De depletie is afhankelijk van:

• De afstand tussen de bron en het rekenpunt;

• De ruwheid ter hoogte van het rekenpunt (z₀);

• De achtergrondconcentratie van NH₃ ter hoogte van het rekenpunt.

De depletie wordt vooraf afgeleid uit OPS-berekeningen en is verschillend voor verschillende afstanden tot de bron, ruwheidslengteklassen en achtergrondconcentratieklassen (NH₃). De te kiezen ruwheidslengteklasse wordt bepaald op basis van het landgebruik op het rekenpunt, zoals dat binnen SRM-2 bekend is. Het gaat om de Z₀ waarde die is opgenomen in de preSRM module, waar ook de achtergrondconcentratie ozon en de meteorologische gegevens uit worden gehaald bij de SRM-2 concentratieberekening. De afstand tussen bron en rekenpunt bepaalt de schaal van de ruwheidskaart die wordt toegepast:

• Voor afstanden kleiner dan 500 meter wordt een 250×250 meter kaart gebruikt;

• Voor afstanden tussen 500 meter en 1500 meter wordt een 1×1 km kaart gebruikt;

• Voor afstanden groter dan 1500 meter wordt de 5×5 km kaart gebruikt.

5.5.2 Depositiesnelheid

Bij berekeningen met SRM-2 wordt enkel naar droge depositie gekeken. SRM-2 alleen wordt gebruikt binnen 5 km van de weg en binnen die korte afstand is droge depositie zondermeer dominant.

Om de lokale bijdrage aan de droge depositie te bepalen, wordt de voor depletie gecorrigeerde concentratie in AERIUS vermenigvuldigd met de droge depositiesnelheid op het rekenpunt.

De toegepaste effectieve depositiesnelheid is vooral afhankelijk van de ruwheid ter plekke van het rekenpunt. Dit wordt vooraf met OPS bepaald, op basis van de landgebruik kaart die AERIUS hanteert. Daarnaast is de effectieve depositiesnelheid afhankelijk van de afstand tussen de bron en het rekenpunt. Om rekening te kunnen houden met deze afstandsafhankelijkheid, wordt de depositiesbijdrage per wegsegment nog vermenigvuldigd met een factor die afhangt van de afstand tussen het wegsegment en het rekenpunt. De depositie wordt bepaald voor NOᵧ en NHₓ afzonderlijk en vervolgens opgeteld.

In Bijlage 7: SRM-2 implementatie in AERIUS Calculator is een uitgebreide beschrijving opgenomen hoe de depletiefactor en de depositiesnelheid bepaald worden. Vervolgens wordt in Bijlage 8: Rijdend verkeer - bepalen depositiesnelheden toegelicht hoe depositiesnelheden voor rijdend verkeer worden bepaald.

5.6 SRM-2 in relatie met beschikbare wegtypen in AERIUS

AERIUS Calculator berekent de depositiebijdrage van alle ingevoerde wegbronnen op basis van concentratieberekeningen met SRM-2. Er is echter wel een subtiel verschil tussen de beschikbare wegtypen:

• 'Binnen bebouwde kom (doorstromend)' wegen worden doorgerekend als een normale, niet verhoogde SRM-2 weg zonder afscherming, met een initiële verticale dispersie - de startwaarde voor de verspreiding in verticale richting - van een buitenweg (σz,0 van 2,5 meter). De emissie wordt bepaald op basis van de 'emissiefactoren voor niet-snelwegen', en dan de variant 'doorstromend stadsverkeer'. De gebruiker kan daarnaast stagnatie invullen. Bij 100% stagnatie wordt effectief gerekend met de emissiefactoren voor stagnerend verkeer;

• 'Binnen bebouwde kom (normaal)' wegen worden doorgerekend als een normale, niet verhoogde SRM-2 weg zonder afscherming, met een initiële verticale dispersie - de startwaarde voor de verspreiding in verticale richting - van een buitenweg (σz,0 van 2,5 meter). De emissie wordt bepaald op basis van de 'emissiefactoren voor niet-snelwegen', en dan de variant 'normaal stadsverkeer'. De gebruiker kan daarnaast stagnatie invullen. Bij 100% stagnatie wordt effectief gerekend met de emissiefactoren voor stagnerend verkeer;

• 'Binnen bebouwde kom (stagnerend)' wegen worden doorgerekend als een normale, niet verhoogde SRM-2 weg zonder afscherming, met een initiële verticale dispersie - de startwaarde voor de verspreiding in verticale richting - van een buitenweg (σz,0 van 2,5 meter). De emissie wordt bepaald op basis van de 'emissiefactoren voor niet-snelwegen', en dan de variant 'stagnerend stadsverkeer'. De gebruiker kan daarnaast stagnatie invullen. Bij 100% stagnatie wordt effectief gerekend met de emissiefactoren voor stagnerend verkeer;

• 'Buitenwegen' zijn SRM-2 buitenwegen, met een initiële verticale dispersie - de startwaarde voor de verspreiding in verticale richting - σz,0 van 2,5 meter. De overige SRM-2 wegkenmerken kan de gebruiker zelf aangeven. Buitenwegen worden doorgerekend met de emissiefactoren voor Buitenwegen uit de set 'Emissiefactoren voor niet-snelwegen'. Bij deze emissies is geen onderscheid in maximumsnelheid; dit hoeft de gebruiker dan ook niet te kiezen. Stagnatie kan wel ingevuld worden. Voor de emissiefactoren voor stagnerend verkeer, is bij de standaard buitenweg in Calculator een specifieke emissiefactor voor stagnatie opgenomen. Sinds 2024 wordt er niet langer daar de emissiefactor voor verkeer op snelwegen toegepast;

• 'Snelwegen' zijn SRM-2 wegen die worden doorgerekend met een initiële verticale dispersie - de startwaarde voor de verspreiding in verticale richting - σz,0 van 3 meter. De overige SRM-2 wegkenmerken kan de gebruiker zelf aangeven. Snelwegen worden doorgerekend op basis van de emissiefactoren uit de set 'Emissiefactoren voor snelwegen'. Deze emissiefactoren zijn afhankelijk van de maximumsnelheid op de snelweg: deze moet de gebruiker aangeven.

---

1. wetten.nl - Omgevingsregeling - BWBR0045528 - Bijlage II (overheid.nl) ↩︎

2. Wesseling, J. & van Velze, K., 2015. Technische beschrijving van standaardrekenmethode 2 (SRM-2) voor luchtkwaliteitsberekeningen. RIVM Rapport 2014-0109. https://www.rivm.nl/publicaties/technische-beschrijving-van-standaardrekenmethode-2-srm-2-voor ↩︎

3. wetten.nl - Omgevingsregeling - Bijlage II - Artikel 8.12 - Lid 2 - BWBR0045528 (overheid.nl) ↩︎