Achtergronden bij V-Stacks modellen

Voor het uitvoeren van berekeningen aan geur uit veehouderijen zijn 2 rekenmodellen beschikbaar. Deze rekenmodellen V-Stacks vergunning en V-Stacks gebied hebben een gemeenschappelijke achtergrond.

Beide zijn afgeleid van het Stacksmodel, dat rekent volgens de beschrijving van het Nieuw Nationaal Model (NNM). Beide V-Stacksmodellen zijn ontwikkeld voor een ander doel en verschillen daarom op een aantal punten van elkaar en van het NNM.

Gezamenlijke achtergrond

Bij het vergelijken van de verspreidingsberekening van de beide V-Stacksmodellen met Stacks valt vooral de sterke overeenkomst op, daarna pas de kleine verschillen. Deze sterke overeenkomst is niet verwonderlijk, omdat het rekenhart van de V-Stacksmodellen direct is afgeleid van Stacks.

De basis is hetzelfde, namelijk het bi-Gaussische pluimmodel en de turbulentie- en grenslaaghoogtebepaling uit de meteoparameters. Ook de pluimhoogtestijging wordt op dezelfde manier bepaald. De modellen rekenen ieder uur door in een periode van 2005 tot en met 2014 (10 jaar). In het achtergronddocument ISL3a vindt u informatie die grotendeels ook van toepassing is op V-Stacksmodellen.

SRM3 - NNM

Stacks - en daarmee de V-Stacksmodellen - is een model dat rekent volgens de beschrijving van SRM3/NNM en de aanvullende afspraken.

Stacks staat op het overzicht goedgekeurde rekenmethoden voor berekeningen aan luchtkwaliteit. Het NNM beschrijft de manier waarop verspreiding van stoffen uit puntbronnen berekend moet worden. Puntbronnen zijn bijvoorbeeld fabrieken en stallen.

Pre-SRM voor meteo en ruwheid

De lokale weersomstandigheden hebben grote invloed op de verspreiding van geur naar de omgeving. Denk aan meteorologische gegevens als windsnelheid en -richting, luchtvochtigheid, neerslag en temperatuur.

Rekenmodel Stacks bepaalt bij een geurberekening voor ieder uur uit de periode 2005 - 2014 de geurconcentraties bij GGL's. De meteogegevens van de ingevoerde situatie in de berekening krijgt Stacks aangeleverd van de pre-SRM-module.

Deze module moeten alle rekenmodellen voor luchtkwaliteit verplicht gebruiken. Pre-SRM (info product) levert ook de waarde voor ruwheid aan die past bij de locatie waarvoor u een berekening uitvoert. De parameter ruwheid is een maat voor de hoeveelheid obstakels, zoals gebouwen en bomen, in een gebied. Deze obstakels beïnvloeden de luchtstroming en daarmee de verspreiding van stoffen en geur.

Verschillen Stacks, V-Stacks vergunning en V-Stacks gebied

Naast grote overeenkomsten tussen NNM/Stacks en de V-Stacksmodellen zijn er ook enkele verschillen. Deze komen deels voort uit het verschil in jaar van publicatie. Stacks wordt jaarlijks geactualiseerd, V-Stacks vergunning is in 2020 geactualiseerd, V-Stacks gebied dateert uit 2010. De verschillen betreffen met name:

  • gebouwmodule
  • minimale windsnelheid
  • meteo
  • ruwheid

Gebouwmodule

Rekenmodel Stacks bevat de mogelijkheid om per bron 1 zuiver blokvormig gebouw gedetailleerd in te voeren. In de verspreidingsberekening wordt dan voor die bron het effect op de verspreiding van het gebouw meegenomen. In Stacks gebeurt dit door een deel van de pluim op te laten mengen in het zog achter het gebouw. Op korte afstand van de bron kan dat tot hoge concentraties leiden.

Bij de ontwikkeling van V-Stacks vergunning bleek het lastig voor de vele agrarische bronnen de complete reeks benodigde gebouwparameters te achterhalen. Daarnaast zou het gebruik van de gebouwmodule flink meer rekentijd vragen. Daarom is er destijds voor gekozen om deze gebouwmodule niet over te nemen in de V-Stacksmodellen. In plaats daarvan hebben de modellen een eenvoudige, één-dimensionale relatie voor gebouw- en emissiepunthoogte.

Minimale windsnelheid

In het jaar 2010 zijn de laatste inhoudelijke aanpassingen gedaan aan de V-Stacksmodellen. Destijds was in het NNM de minimale windsnelheid op 10 en 60 m hoogte vastgesteld op 0,5 m/s. Voor de windsnelheid op de hoogte van het emissiepunt is geen ondergrens vastgelegd.

Bij de V-Stacksmodellen is hoogte van het emissiepunt vaak (veel) minder dan 10 m. Door de grotere invloed van bebouwing op kleine hoogte is een lagere windsnelheid aannemelijk. De momenten met lage windsnelheid zijn voor de berekening van het aantal uren met hoge geurbelasting heel bepalend.

In 2014 is in het NNM de minimale windsnelheid op 10 en 60 m aangepast naar minimaal 1 m/s. In V-stacks vergunning v2020 is de keuze voor 0,5 m/s gehandhaafd. Het model blijft daarmee in lijn met v2010 en V-Stacks gebied v2010. Aanpassing van die keuze zou voor geur tot minder aannemelijke rekenresultaten leiden.

Meteo

De actuele beschrijving van het NNM verplicht het gebruik van Pre-SRM voor meteorologische gegevens. Recente versies van Stacks gebruiken deze module. Deze bevat de gegevens voor de jaren 2005-2014. In V-stacks vergunning v2020 is deze module ook toegepast. In v2020 worden nu alle uren uit deze periode gebruikt om geurconcentraties te berekenen.

In V-Stacks vergunning v2010 werd gebruik gemaakt van representatieve selectie van 20% van de uren uit 5 jaar (1999 - 2004). V-Stacks gebied v2010 biedt de gebruiker de mogelijk zelf te kiezen hoeveel uren gebruikt worden, tot maximaal 25% van de uren uit 5 jaar (1999 - 2004). Door minder uren te gebruiken is minder rekentijd nodig. De rekenkracht van computers is sinds 2010 zo toegenomen dat het gebruik van alle uren uit 10 jaren geen problemen meer oplevert.

Ruwheid

Recente versies van Stacks en ook V-Stacks vergunning v2020 gebruiken de ruwheid die Pre-SRM levert voor de door te rekenen situatie. Deze bevat de kaart LGN7, die in 2014 is gepubliceerd.

V-Stacks vergunning v2010 en V-Stacks gebied v2010 maken gebruik van de ruwheidskaart LGN3+.

Verschillen in uitkomsten tussen V-Stacks vergunning en V-Stacks gebied

De modellen V-stacks vergunning en V-Stacks gebied - beide versie 2010 - berekenen soms afwijkende resultaten bij gelijke invoergegevens.  Het verschil is grotendeels te verklaren door de volgende punten:

  1. Verschillend ingestelde rekenpercentages
    In V-stacks vergunningv2010 staat het rekenpercentage vast (20%), dit kan nergens veranderd worden. V-Stacks gebied biedt wel de mogelijkheid het percentage in te stellen. Bij een rekenpercentage in V-Stacks gebied van 20% benaderen de uitkomsten elkaar het beste.
  2. Afwijkende berekende of ingestelde ruwheid tussen programma's
    Bij V-Stacks gebied wordt de ruwheid gebaseerd op een groot gebied (rechthoek om uiterste punten heen plus 2 km bufferzone). V-stacks vergunning rekent niet met zo’n bufferzone.
    Afhankelijk van de invoer van het gebied rekent V-Stacks gebied dus meestal met een ruwheid gebaseerd op een groter gebied dan bij V-Stacks vergunning het geval is.

Nog steeds kan na het gelijkzetten van bovenstaande invoerparameters een klein verschil in de uitkomsten zijn. Beide modellen zijn ontwikkeld met ander doel en bijbehorende keuzes. Op bedrijfsniveau leidt dat nooit exact tot dezelfde uitkomsten.

V-Stacks gebied kent namelijk een aantal vereenvoudigingen waardoor het mogelijk wordt een groot aantal emissiebronnen mee te nemen. Dit is bedoeld als hulpmiddel bij het voorbereiden van een verordening, niet voor het berekenen en weergeven van exacte individuele geurcontouren. Voor het exact bepalen van de geurbelasting door een enkele veehouderij is V-Stacks vergunning het aangewezen programma.

Bij vergelijk tussen V-Stacks vergunning v2020 en V-Stacks gebied v2010 zijn de verschillen in gebruikte ruwheid en meteogegevens groter. Zie de vorige alinea voor een toelichting op deze punten.