ÅSGÅRD NORD, FREDRIKSTAD UTREDNING AV LUFTKVALITET

Transkript

1 JULI 2015 VÆRSTE UTVIKLING AS ADRESSE COWI AS Jens Wilhelmsens vei 4 Kråkerøy Postboks Fredrikstad Norge TLF WWW cowi.no DATO SIDE 1/17 REF scrl OPPDRAGSNR ÅSGÅRD NORD, FREDRIKSTAD UTREDNING AV LUFTKVALITET Utgivelsesdato: Saksbehandler hos COWI: Scott Randall Kontrollør: Jan Raymond Sundell Oppdragsansvarlig: Magnus Holmskau Signaturer: Godkjent Saksbehandler Kontrollør There are no sources in the current document.no MVA

2 INNHOLD 1 Sammendrag 3 2 Bakgrunn 3 3 Regelverk 3 4 Metode 4 5 Inngangsdata og modelloppsett Prosjektområdet Topografi Meteorologi Bakgrunnskonsentrasjoner Utslipp fra trafikk 8 6 Resultater PM NO₂ 13 7 Konklusjon og tiltak 15 8 Kilder 15 9 Forutsetninger og usikkerhet Vedlegg A:Modelloppsett Skjema 18 2

3 1 Sammendrag COWI AS har på oppdrag for Værste Utvikling AS gjennomført en vurdering av luftkvaliteten i forbindelse med planlegging av boliger på området Åsgård Nord på Kråkerøy. Det er gjennomført spredningsberegninger ved bruk av modelleringsprogrammet AERMOD. Beregningene er gjennomført for svevestøv (PM 10) og nitrogendioksid (NO₂). I modelleringene inngår blant annet utslipp fra Bjølstadtunnelen, dvs. den vestre tunnelmunningen. Spredningsresultatene er presentert på kart og viser konsentrasjonene av nitrogendioksid (NO₂) og svevestøv (PM 10) i samsvar med retningslinjene for behandling av luftkvalitet i arealplanlegging, T Spredningsresultatene for NO₂ og PM 10 viser at luftkvaliteten er tilfredsstillende i hele planområdet. Konsentrasjonen av PM 10 og NO₂ ligger under nedre grense for gul sone i hele planområdet. Utslipp fra tunnelmunningen medfører derimot at deler av området til de planlagte studentboligene vil ligge i gul sone i fremskrevet situasjon, dvs. år Bakgrunn COWI AS har på oppdrag for Værste Utvikling AS gjennomført en vurdering av luftkvaliteten i forbindelse med planlegging av boliger på Kråkerøy. Det er utarbeidet et forslag til detaljreguleringsplan for utbygging av handels-, kontor- og boligbygg innenfor området Åsgård Nord på Værste i Fredrikstad. Det planlegges en omfordeling av veitrafikken med ny rundkjøring rett vest for Bjølstadtunnelen. Som en del av planarbeidet er det gjennomført en vurdering av luftkvaliteten, både for dagens situasjon og for fremskrevet situasjon, dvs. år Regelverk Miljøverndepartementet vedtok i 2012 en retningslinje som gir statlige anbefalinger om hvordan luftkvalitet bør håndteres av kommunene i arealplanleggingen. Retningslinjen inneholder grenseverdier som i stor grad samsvarer med nasjonale mål. Formålet med retningslinjen er å sikre og legge til rette for en langsiktig arealplanlegging som forebygger og reduserer lokale luftforurensningsproblemer. Retningslinjen kommer til anvendelse bl.a. ved etablering eller utvidelse av følsomt arealbruk, eks boliger, eller tiltak som kan ha vesentlig påvirkning på den lokale luftkvaliteten, eks veier. 3

4 Tabell 1 Anbefalte grenser for luftforurensning ved planlegging av virksomhet eller bebyggelse. I gul sone bør det vises varsomhet med å etablere bebyggelse som for eksempel sykehjem, barnehager o.l. I rød sone bør det ikke tillates etablering av slik bebyggelse. Komponent Luftforurensningssone Svevestøv (PM10) Gul sone 35 ug/m 3 som kan overskrides inntil 7 ganger pr år Rød sone 50 ug/m 3 som kan overskrides inntil 7 ganger pr år Nitrogendioksid (NO 2) Helseeffekter 40 ug/m 3 årsmiddel 40 ug/m 3 vintermiddel Personer med alvorlig luftveis- og hjertekarsykdom har økt risiko forforverring av sykdommen. Friske personer vil sannsynligvis ikke ha helseeffekter Personer med luftveis og hjertekarsykdom har økt risiko for helseeffekter. Blant disse er barn med luftveislidelser og eldre med luftveis- og hjertekarlidelser mest sårbare. 4 Metode I vurderingen av hvordan utslippene fra veiene og tunnelmunningen vil påvirke planområdet, har vi gjennomført modellberegninger ved bruk av AERMOD View (USEPA, 2005; Lakes, 2014). AERMOD View er et dataverktøy for spredningsmodellering av utslipp til luft og er anbefalt i veilederen Nasjonalt informasjonssenter for modellering av luftkvalitet (ModLUFT, 2012a). Spredningsresultatene er presentert i kart og viser konsentrasjonene for NO₂ og PM 10 i samsvar med retningslinjene for behandling av luftkvalitet i arealplanlegging, T-1520 (Miljødirektoratet, 2012). Følgende metodikk er benyttet i vurderingen av luftkvalitet og soner (datakildene til metodikken er beskrevet i kapittel 5): 1. Beregning av utslipp. Basert på utslippsfaktorer, ÅDT (årsdøgntrafikk), og strekningslengde er utslippsintensitet (g/s) beregnet for nitrogendioksid (NO₂) og svevestøv (PM 10). Tilsvarende er også gjort for hver av tunnelmunningene. 2. Spredningsberegninger. Modellen er definert med utslippsdata som har betydning for spredningsforløpet, blant annetutslippsintensitet for veiene og tunnelen, topografi, meteorologi og bakgrunnsverdier.. Beregningene er gjort for hver time gjennom et helt år for å ta hensyn til variasjoner i meteorologi som har betydning for spredningsforløpet. Resultater er vist i kart for dagens situasjon og for framskrevet situasjon (år 2025). 4

5 3. Vurdering av resultater. Resultatene fra beregning av svevestøv (PM 10) og nitrogendioksid (NO₂) er sammenlignet med sonegrensene i T Inngangsdata og modelloppsett 5.1 Prosjektområdet I modelleringsprogrammet er det definert et prosjektområde som omfatter hele planområdet og relevante utslippskilder. I tillegg er det definert et større område for å beregne påvirkningen fra meteorologi. Prosjektområdet er på 1km x 1km med en oppløsning på rutene på 25m x 25m. Oppløsningen på rutene tett rundt planområdet er på 10m x 10m. OpenStreetMaps er benyttet som bakgrunnskart (OpenSteetMaps, 2015). Åsgård Nord del av planområdet Figur 1 Figuren viser hvordan planområdet med de viktigste kildebidragene er definert i modelleringsverktøyet (AERMOD). 5

6 5.2 Topografi I AERMOD programmet er det benyttet topografidata fra en landsdekkende digital terrengmodell med 10 meters oppløsning (rutenettstørrelse 10 x 10 meter). Rutenettet er generert fra Statens Kartverk med en såkalt hybrid DTM struktur med programmet SCOP (Statens Kartverk, 2015). Figur 2 Oppsett av topografi i AERMOD 5.3 Meteorologi Timevis meteorologidata er hentet fra værstasjon på Borge ( N breddegrad, Ø lengdegrad) fra 1.jan des 2014 (eklima, 2015). Beregninger viste at 2013 var det mest representative året i de siste årene ( ). Manglende data var beregnet med interpolasjon i Excel. De meteorologiske parameterne fra Borgesom er brukt i modelleringene inkluderer: Vindretning ( ) Vindstyrke (m/s) Lufttemperatur ( C) Nedbør (mm) Skydekke (oktavs) Lufttrykk (hpa) Meteorologidata er bearbeidet i AERMET og WRPLOT (Lakes, 2015; 2014). Vindrose for 2014 fra Borgestasjonen er vist i figur 3. Dominerende vindretning for Borge er syd - sydvest, mens sekundær 6

7 vindretning er fra nordøst. Det var registrert stille vind (<.5 m/s) i 6% av året. Spesifisert frekvensfordeling av vindklassene er vist i tabell 2. Figur 3 Vindrose fra Borge værstasjon, 2014 Tabell 2 Spesifisert frekvensfordeling av vindklassene 5.4 Bakgrunnskonsentrasjoner Bakgrunnsverdier for PM 10, NO₂ og O 3 (ozon) er generert fra bakgrunnsapplikasjonen for planområdet, N breddegrad, Ø lengdegrad (ModLUFT, 2012b). Timevis genererte verdier for PM 10, 7

8 NO₂ og O 3 er vist i figur 4 6. Figur 4 Timesvise bakgrunnskonsentrasjoner (µg/m³) for PM 10 ved planområdet. Figur 5 Timesvise bakgrunnskonsentrasjoner (µg/m³) for NO 2 ved planområdet. Figur 6 Timesvise bakgrunnskonsentrasjoner (µg/m³) for O 3 ved planområdet. 5.5 Utslipp fra Trafikk Hovedveiene i nærprosjektområdet er beregnet med ÅDT-tall fra 2014 som er hentet fra Norsk vegdatabank (NVDB, 2014). Det er også gjennomført beregninger basert på fremskriving av ÅDT-tall til Veiene benyttet i modellen for dagens vurdering er vist i figur 7, og for framskrevet vurdering (år 2025) i Figur. Utslippsfaktorer for alle typer kjøretøy for NO X og PM 10 for 2015 og 8

9 2025 er hentet fra en europeisk database (HBEFA, 2014). Det er lagt til grunn en tungtransportandel på 6%. I tillegg er faktorer for vei-, bremse- og dekkslitasje lagt til PM 10 utslippsfaktorene (APEF, 2014). Figur 7 Veiene som er inkludert i modellberegningene for dagens situasjon er markert med blått. Figur 8 Veiene som er inkludert i modellberegningene for fremtidig situasjon er markert med blått. 9

10 Tabell 3 Trafikktall som er benyttet i modelleringen Vei Fremtidig situasjon uten utbygging Fremtidig situasjon med utbygging Andel tungtrafikk Hastighet (km/t) ÅDT2025 ÅDT2025 Fv 108 øst for ny rundkjøring Fv 108 vest for ny rundkjøring Fv % % % 50 vest for G.A. Stouslands vei Ny vei, Rødsveien sør for ny rundkjøring Ny vei, Rødsveien sør for ny rundkjøring, sør for p-innkjørsel til fremtidig handelsbygg Ny vei nord for ny rundkjøring % % % 50 G. A. Stouslands vei % 50 Vennelystveien % 50 Modellen har håndtert NO X utslipp med 90% konvertering til NO₂ konsentrasjoner, i tillegg til atmosfærisk konvertering av det siste 10% basert på timevis O 3 bakgrunnkonsentrasjoner med PVMRM algoritme (USEPA, 2005b). En standard tidsvariasjon er lagt til alle veikildene for å hensynta rusjtidstrafikk. I tillegg til utslipp fra veiene i nærområdet til Åsgård Nord, er tunnelmunningene innarbeidet med en jetfase utenfor munningene. Jetfasen er utformet og basert på en veiledning gitt fra Vegdirektoratet og ModLUFT (Figur og Figur ). Figur viser formuleringer av jetfasen utenfor tunnelmunningen nærmeste planområdet. Utslipp fra jetfasene er håndtert som en arealkilde i modellen. I følge opplysninger fra Statens vegvesen region øst antas det at luftstrømmene i tunnelen ledes ut med en fordeling på ca. 60% i den sørlige tunnelmunningen (Vennelystveien) og ca. 40% i den nordlige tunnelmunningen (Jens Wilhelmsensgate). Fordelingen skyldes en kombinasjon av mekanisk ventilasjon og naturlig ventilasjon. I modelleringen er det derfor tatt hensyn til denn fordelingen. 10

11 Figur 9: Illustrasjon av jetfase og vinddrevet plumefase (Kilde: Vegdirektoratet, 2014) Modluft, 2012) Figur 10: Maksimumutbredelse av jetfasen fra en tunnelmunning (Kilde: Figur 11: Formulering av jetfasen utenfor tunnelmunningen (rød trapezoider). 6 Resultater Resultater for PM 10 og NO₂ konsentrasjoner fra spredningsberegninger er vist nedenfor. Spredningskartene viser konsentrasjoner utover bakgrunnsverdiene. 11

12 6.1 PM10 (svevestøv) Figur 12 Dagens situasjon, 8.høyeste døgnmiddel konsentrasjon for PM 10 i henhold til sonegrensene i T Figur 13 Framskrevet til 2025, 8.høyeste døgnmiddel konsentrasjon for PM 10 i henhold til sonegrensene i T

13 6.2 NO₂ (nitrogendioksid) Resulter for NO 2 (ift. sonegrensene i T-1520), viser tilfredsstillende luftkvalitet i hele planområdet, både i dagens situasjon og i fremskrevet situasjon med utbygging, jf figur 8 og 9. Figur 14 Dagens situasjon, vintermiddel konsentrasjon for NO₂ i henhold til gul sonegrense i T

14 Figur 15 Fremtidig situasjon framskrevet til Ingen områder er utsatt for NO₂ over nedre grense for gul sone i henhold til T Figur 16 Dagens situasjon viser områder som er utsatt for årsmiddelkonsentrasjon av NO₂ over nedre grense for rød sone, jf. sonegrensene i T

15 Figur 17 Fremtidig situasjon, år 2025, viser at ingen områder er utsatt for årsmiddel- Konsentrasjon over sonegrensene i T Konklusjon og tiltak Spredningsresultatene for NO₂ og PM 10 viser tilfredsstillende luftkvalitet i hele planområdet. Hele planområdet ligger utenfor sonegrensene i T-1520 og er således i samsvar med sonegrensene i retningslinjer for luftkvalitet i arealplanleggingen. Samtidig viser beregningene at utslipp fra tunnelmunningen i vest vil påvirke luftkvaliteten rundt de planlagte studentboligene. Dette gjelder spesielt i framtidig situasjon hvor økningen i trafikken er hovedårsak til at deler av området til studentboligene vil ligge i gul sone. Plasseringen av rundkjøringen nord for tunnelmunningen har liten eller ingen effekt på utbredelsen av sonegrensene. 8 Kilder eklima, eklima værportal, Meteorologisk institutt, [Hentet 26.feb 2015] Forurensningsforskrift, Forskrift om begrensning av forurensning, Del 3, Kap 7. HBEFA, The Handbook Emission Factors for Road Transport, INFRAS, [Hentet 22.jan 2014] Lakes, AERMOD View, [Hentet 22.feb 2015]. Lakes, Lakes Environmental - WRPLOT, [Hentet 22.jan 2015] 15

16 Miljødirektoratet, Retningslinje for behandling av luftkvalitet i arealplanlegging (T-1520), ModLUFT, 2012a. Nasjonalt informasjonssenter for modellering av luftkvalitet, [Hentet 15.des 2014]. ModLuft, 2012b. Nasjonalt informasjonssenter for modellering av luftkvalitet, Bakkgrunsapplikasjon, [Hentet 25.feb 2015]. NVDB Nasjonal vegdatabank, Statens vegvesen, [Hentet 13.des 2014] OpenStreetMap, [Hentet 24.feb 2015] Statens Kartverk, DTM Terrengmodell land. USEPA, AERMOD: Description of Model Formulation, [Hentet 06.jan 2015]. Vegdirektoratet, Håndbok N200: Vegtunneler. 9 Forutsetninger og usikkerhet Det vil alltid være usikkerhet knyttet til beregninger av luftkvalitet. Variasjoner i klima, kjøretøysammensetning og utslippsfaktorer vil ha stor betydning for luftkvaliteten. Kjøretøyparken fornyes stadig, blant annet med motorteknologi som gir lavere utslipp. Det er derfor viktig å ta hensyn til dette ved beregninger som fremskrives i tid. I spredningsberegningen er det tatt hensyn til fremskriving av utslippsfaktorer til 2025, jf. kapittel 4.5. Følgende forutsetninger er lagt til grunn i denne utredningen som danner noe usikkerhet: 1. Det er forutsatt at mest parten (90%) av NO X utslipp foreligger som NO₂. 2. Det er forutsatt at alle PM (partikkel) utslipp foreligger som PM I beregningene er det forutsatt at ÅDT (trafikkmengden) fordeles i tidsvariasjon for ukedag og helg som vist i Error! Reference source not found.. 4. Beregningene er basert på meteorologidata for ÅDT for 2025 er beregnet med enkelt beregninger basert på ÅDT-tall opprinnelig fra NVDB. 6. Utslippsintensitet er jevnt fordelt mellom veiene (ingen påvirkning fra endringer i fart eller stigningsgrad på veiene). 7. Det er forutsatt at ingen tiltak er tatt i bruk i tunnelene (f.eks. luftetårn eller regulering av luftstrømmen) og at hver av tunnelmunningene slipper ut 50% av luftmassen fra tunnelen. 8. Det er forutsatt at alle tunnelmunninger har den samme standard jettfase, uavhengig av dagens eller planlagt viftehastighet. 9. Faktor som er benyttet for variasjon i trafikkmengden over et døgn for henholdsvis ukedag og helg, se figur 18. Figur 18 16

17 10 Vedlegg A: Modelloppsett Skjema 17