Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid update 2012

Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid update 2012 Analyse van de resultaten van meetpost NMT6 (Wetteren, E40), 1992-2011

Jeroen Lavrijsen Dienst Hinder en Risicobeheer Afdeling Lucht, Hinder, Risicobeheer, Milieu & Gezondheid Departement LNE Vlaamse overheid Versie 1b, april 2012 Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid – update 2012 Dep. LNE, Vlaamse overheid –versie 1b, april 2012

1

INHOUDSTAFEL Abstract ...................................................................................................................................... 4 Overzicht van de updates ........................................................................................................... 5 Inleiding ..................................................................................................................................... 6 1. Overzicht van variabelen die de geluidsimmissie bepalen ..................................................... 7 1.1. Emissievariabelen ............................................................................................................ 7 1.1.1. Variabelen waarmee rekening wordt gehouden in de rekenmethode....................... 7 1.1.2. Variabelen waarmee geen rekening wordt gehouden in de rekenmethode .............. 9 1.2. Overdrachtsvariabelen ................................................................................................... 11 1.2.1. Variabelen waarmee rekening wordt gehouden in de rekenmethode..................... 11 1.2.2. Variabelen waarmee geen rekening wordt gehouden in de rekenmethode ............ 11 1.3. Samenvatting ................................................................................................................. 13 2. Overzicht gebruikte gegevens .............................................................................................. 14 2.1. Meetomgeving en eigenschappen van de bron ............................................................. 14 2.2. Geluidgegevens ............................................................................................................. 15 2.3. Verkeersgegevens .......................................................................................................... 17 2.4. Meteogegevens .............................................................................................................. 18 2.4.1. Wind ....................................................................................................................... 18 2.4.2. Temperatuur ........................................................................................................... 19 2.4.3. Neerslag .................................................................................................................. 19 3. Globale evoluties .................................................................................................................. 20 3.1. Evolutie jaargemiddelde geluidsniveaus ....................................................................... 20 3.2. Evolutie in de verkeersintensiteit .................................................................................. 21 3.3. Impact van de meteorologische omstandigheden .......................................................... 22 3.3.1. Vergelijking met de windsnelheid .......................................................................... 22 3.3.2. Vergelijking met andere relevante meteovariabelen .............................................. 23 4. Voorspelling van de geluidsimmissie op basis van verklarende variabelen ........................ 26 4.1. Prognose op basis van verkeer- en omgevingsvariabelen ............................................. 27 4.1.1. Voorspelling volgens de Nederlandse rekenmethode ............................................ 27 4.1.2. Regressie van geluidsniveaus op verkeersgegevens .............................................. 28 4.1.3. Prognose geluidsniveau per categorie .................................................................... 29 4.1.4. Conclusie ................................................................................................................ 30 4.2. Impact van de meteorologische variabelen op de prognosefout ................................... 31 4.2.1. Impact van de effectieve windsnelheid .................................................................. 31 4.2.2. Impact van de temperatuur ..................................................................................... 31 4.2.3. Impact van de temperatuursgradiënt ...................................................................... 32 4.2.4. Impact van verzadigdheid ...................................................................................... 32 4.3. Model voor de impact van de meteorologische variabelen ........................................... 34 4.3.1. Regressiemodel ...................................................................................................... 34 4.3.2. Kwantificatie van de impact van de meteo-omstandigheden op metingen ............ 36 5. Evolutie geluidsimmissie gecorrigeerd voor meteorologische omstandigheden ................. 38 5.1. Evolutie gecorrigeerde jaargemiddelde geluidsniveaus ................................................ 38 5.1.1. Evolutie Lden ......................................................................................................... 38 5.1.2. Impact van de evolutie in de verkeersintensiteit .................................................... 39 5.1.3. Evoluties in het etmaalpatroon van de geluidsbelasting ........................................ 40 5.2. Evolutie statistische niveaus.......................................................................................... 42 6. Enkele aspecten meer in detail bekeken ............................................................................... 46 6.1. Effect van de aanleg van Zeer Open Asfalt ................................................................... 46 6.1.1. In Nederland en Vlaanderen gebruikte inschattingen ............................................ 46 Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid – update 2012 Dep. LNE, Vlaamse overheid –versie 1b, april 2012

2

6.1.2. Vergelijking van de inschattingen met het werkelijk effect ................................... 47 6.1.3. Nauwkeuriger bepaling van het werkelijke effect .................................................. 49 6.1.4. Conclusies .............................................................................................................. 50 6.2. Effecten van snelheidsbeperkingen ............................................................................... 51 6.2.1. Effect volgens rekenmethode ................................................................................. 51 6.2.2. Vastgesteld effect ................................................................................................... 51 6.2.3. Conclusie ................................................................................................................ 53 6.3. Hoe nauwkeurig zijn korte termijnmetingen? ............................................................... 54 6.3.1. Onzekerheid op metingen van 1 uur ...................................................................... 54 6.3.2. Onzekerheid op metingen van 1 dag ...................................................................... 58 6.3.3. Onzekerheid op metingen van 1 week ................................................................... 60 6.3.4. Conclusies .............................................................................................................. 61 7. Conclusies ............................................................................................................................ 62 7.1. Algemene tendensen ..................................................................................................... 62 7.2. Impact van meteorologische omstandigheden .............................................................. 63 7.3. Effect van de aanleg van ZOA ...................................................................................... 64 7.4. Conclusie: de waarde van langetermijnmetingen .......................................................... 64 Bijlage 1 – Herwerken emissievergelijkingen SRM-1 ............................................................. 66 Bibliografie............................................................................................................................... 67 FIGUREN Figuur 1: Luchtfoto van de omgeving van NMT6 ................................................................................................ 14 Figuur 2: Activiteitsgraad NMT6 .......................................................................................................................... 15 Figuur 3: Activiteitsgraad NMT6 .......................................................................................................................... 18 Figuur 4: Evolutie van de jaargemiddelde geluidsniveaus .................................................................................... 20 Figuur 5: Vergelijking van de evolutie in de geluidsniveaus en in de verkeersintensiteit .................................... 22 Figuur 6: Vergelijking van de evolutie in de geluidsniveaus en in de windsnelheid ............................................ 22 Figuur 7: Vergelijking van de evolutie in de geluidsniveaus en in alle meteo-variabelen .................................... 24 Figuur 8: Vergelijking van de evolutie in de geluidsniveaus en in de temperatuur .............................................. 25 Figuur 9: Prognoses geluidsniveaus van personen- en vrachtwagens tijdens weekdagen..................................... 30 Figuur 10: Impact effectieve windsnelheid op prognosefout ................................................................................ 31 Figuur 11: Impact temperatuur op prognosefout ................................................................................................... 31 Figuur 12: Impact temperatuursgradiënt op prognosefout .................................................................................... 32 Figuur 13: Impact verzadigdheid op prognosefout ............................................................................................... 32 Figuur 14: Resterende prognosefout i.f.v. uur van de dag .................................................................................... 35 Figuur 15: Resterende prognosefout i.f.v. snelheid ............................................................................................... 35 Figuur 16: Evolutie van geregistreerde en voor meteo gecorrigeerde geluidsniveaus .......................................... 38 Figuur 17: Evolutie van geregistreerde en voor meteo gecorrigeerde geluidsniveaus, t.o.v. 2003 ....................... 39 Figuur 18: Vergelijking van gecorrigeerde geluidsniveaus en verkeersintensiteit ................................................ 40 Figuur 19: Verschil tussen Lday en Levening en Lday en Lnight, na meteocorrectie ..................................................... 41 Figuur 20: Evolutie statistische niveaus ................................................................................................................ 43 Figuur 21: Evolutie statistische niveaus t.o.v. LA95 ............................................................................................... 44 Figuur 22: Evolutie statistische niveaus t.o.v. LA95, opgesplitst per periode ......................................................... 45 Figuur 23: Effect van ZOA volgens rekenvoorschrift, met Nederlandse wegdekcorrectiefactoren ...................... 48 Figuur 24: Effect van ZOA volgens rekenvoorschrift, met Vlaamse wegdekcorrectiefactoren ............................ 48 Figuur 25: Realistische benadering van het effect van ZOA, rekening houdend met leeftijdseffect .................... 49 Figuur 26: Evolutie LAeq tijdens smogalarm ......................................................................................................... 52 Figuur 27: Evolutie prognosefout (prognose zonder snelheid) tijdens smogalarm ............................................... 53 Figuur 28: Afwijkingen van de uurmetingen t.o.v. het gemiddelde voor dat uur over de volledige periode ........ 56 Figuur 29: Afwijkingen van uurmetingen t.o.v. het jaargemiddelde ..................................................................... 57 Figuur 30: Afwijkingen van combinaties van uurmetingen t.o.v. jaargemiddelde................................................ 58 Figuur 31: Afwijkingen van dagelijkse Lden's t.o.v. de jaargemiddelde Lden ......................................................... 58 Figuur 32: Afwijkingen van dagelijkse Lden's t.o.v. de jaargemiddelde Lden, per seizoen ................................. 59 Figuur 33: Afwijkingen van dagelijkse en wekelijkse Lden's t.o.v. de jaargemiddelde Lden .................................. 60 Figuur 34: Evolutie van de jaargemiddelde geluidsniveaus .................................................................................. 62

Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid – update 2012 Dep. LNE, Vlaamse overheid –versie 1b, april 2012

3

Abstract Betrouwbare gegevens over de blootstelling aan omgevingslawaai vormen de basis voor een doeltreffend beleid. Binnen de Vlaamse overheid wordt daarbij in de eerste plaats vertrouwd op de informatie uit de geluidskaarten, opgesteld onder de Europese richtlijn 2002/49/EG. Dit zijn berekende kaarten, waarbij de geluidsniveaus worden voorspeld op basis van de rekenformules uit de Standaard Rekenmethode (zie hoofdstuk 1). De afdeling Lucht, Hinder, Risicobeheer, Milieu & Gezondheid van het departement Leefmilieu, Natuur en Energie van de Vlaamse overheid beheert echter ook een geluidsmeetnet (Automatic Network Noise Environment – ANNE) dat sinds 1992 gegevens registreert over het geluidsklimaat op verschillende plaatsen in Vlaanderen. Dit rapport analyseert de resultaten van het meetstation NMT 6 (langs de E40 in Wetteren) tijdens de periode 1992-2011. Langetermijnmetingen kunnen de informatie uit de geluidskaarten op een aantal manieren aanvullen. -

Ten eerste kunnen langetermijnmetingen gebruikt worden om de uitgangspunten in de rekenmethode zelf te valideren. Dit rapport bevestigt in dat opzicht o de in de rekenmethode veronderstelde verhouding tussen personenwagens en vrachtwagens (§4.1.2) o de door de wegdekcorrectiefactoren veronderstelde daling als gevolg van de aanleg van ZOA (§6.1).

-

Ten tweede kunnen langetermijnmetingen gebruikt worden om de geloofwaardigheid van de berekeningen te vergroten. Voor grootschalige inschattingen van de blootstelling is vertrouwen op berekeningen onvermijdelijk. Bij burgers bestaat er echter vaak een psychologische behoefte naar gemeten niveaus, omdat men de rekenmethodes ondoorzichtig of onbetrouwbaar vindt. Kortetermijnmetingen bieden hierop geen goed antwoord, gezien deze zelf onderhevig zijn aan een grote onzekerheid (§6.3). Dit rapport bevestigt dat de werkelijk gemeten jaargemiddelde geluidsbelasting goed overeenkomt met het door de geluidskaarten voorspelde niveau (§3.1).

-

Ten derde kunnen langetermijnmetingen wijzen op zaken die over het hoofd gezien worden door de rekenmodellen. Dit rapport wijst in dat opzicht op o de belangrijke impact van fluctuaties in de meteorologische omstandigheden die in de rekenmethodes slechts zeer benaderend worden meegenomen (H4) o de tendens tot “vergrijzing” van het geluidsklimaat (het kleiner worden van de verschillen tussen de pieken de achtergrondniveaus), die niet zichtbaar is in het gemiddelde niveau (§5.2) o de evolutie in de tijd van de geluidsprestatie van ZOA-verhardingen die in de rekenmodellen constant wordt verondersteld (§6.1)

Samengevat kan worden gesteld dat de geluidsmetingen in Wetteren nuttige informatie leveren over belangrijke trends in de geluidsbelasting en een goede aanvulling vormen van de geluidskaarten. De voorliggende analyse zal dan ook jaarlijks worden geüpdatet en op de website www.milieuhinder.be worden gepubliceerd. Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid – update 2012 Dep. LNE, Vlaamse overheid –versie 1b, april 2012

4

Overzicht van de updates De analyse van de meetgegevens wordt jaarlijks geüpdatet. Het voorliggende rapport is update nr. 1b van het oorspronkelijke nulrapport: 0. Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid (gepubliceerd april 2011) 1. Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid, update 2012 (gepubliceerd maart 2012) 1b. Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid, update 2012 (gepubliceerd april 2012)

De analyse van de evoluties tot 2009 werd voor update 1 uitgebreid met gegevens over geluid, verkeer en wind voor de jaren 2010 en 2011 en met temperatuur- en neerslaggegevens voor het jaar 2010 (voor 2011 zijn er nog geen gevalideerde meteogegevens beschikbaar). De detailanalyses die in het nulrapport specifiek voor een beperkt aantal jaren (2008 en 2009) werden uitgevoerd, werden in het kader van update 1 niet herzien. Het gaat in het bijzonder om de analyses uit H4 (Voorspelling van de geluidsimmissie op basis van verklarende variabelen), §6.2 (Effecten van snelheidsbeperkingen) en §6.3 (Hoe nauwkeurig zijn korte termijnmetingen?). Voor update 1b werden in een aantal paragrafen nog kleine aanpassingen en uitbreidingen aangebracht.

Erratum bij het nulrapport In Figuur 22: Evolutie statistische niveaus t.o.v. LA95, opgesplitst per periode werd in het nulrapport de waarde van LAeq verkeerd aangeduid. Dit is in de voorliggende update rechtgezet. Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid – update 2012 Dep. LNE, Vlaamse overheid –versie 1b, april 2012

5

Inleiding De afdeling Lucht, Hinder, Risicobeheer, Milieu & Gezondheid van het departement Leefmilieu, Natuur en Energie van de Vlaamse overheid beheert een geluidsmeetnet (Automatic Network Noise Environment – ANNE) dat sinds 1992 gegevens registreert over het geluidsklimaat op verschillende plaatsen in Vlaanderen. Twee van de meetposten (Noise Monitoring Terminal, NMT) van dit meetnet worden gebruikt voor de monitoring van wegverkeerslawaai: NMT 6 staat opgesteld langs de E40 in Wetteren, NMT 7 bevindt zich langs de E40 in Walshoutem. Dit rapport analyseert de resultaten van het meetstation NMT 6 (Wetteren) tijdens de periode 1992-2011.


6

1. Overzicht van variabelen die de geluidsimmissie bepalen Om de bevindingen van dit rapport te kaderen, geven we hieronder een overzicht van de belangrijkste mechanismen die het wegverkeerslawaai beïnvloeden. De geluidsimmissie (blootstelling) op een bepaalde locatie langs een autoweg hangt af van twee groepen variabelen: - de variabelen die de emissie (de geluidsproductie) beïnvloeden - de variabelen die de overdracht van het geluid tussen bron en ontvanger beïnvloeden. Wanneer men deze variabelen kent, is het in principe mogelijk een voorspelling te doen van de geluidsimmissie op een bepaalde plaats. Doorgaans wordt die geluidsimmissie uitgedrukt als een LAeq-niveau, het equivalente A-gewogen geluidsniveau. Dit is een energetische equivalente middeling van de geluidniveaus over een bepaalde periode, waarbij ook rekening wordt gehouden met de gevoeligheid van het menselijke oor voor de toonhoogte van het geluid via de A-weging. Voor het maken van een voorspelling van het LAeq-niveau op een bepaalde locatie op basis van de emissie- en overdrachtsvariabelen bestaan verschillende rekenmethodes. In Vlaanderen wordt in de regel gebruik gemaakt van het Nederlandse Reken- en meetvoorschrift wegverkeerslawaai. Het rekenvoorschrift bevat een eenvoudige (Standaard Rekenmethode 1) en een gecompliceerde rekenmethode (Standaard Rekenmethode 2). De gecompliceerde methode werd onder meer gebruikt bij de opmaak van de geluidsbelastingskaarten voor wegverkeer in het kader van de Europese richtlijn Omgevingslawaai 2002/49/EG. We zullen kort de belangrijkste variabelen in die rekenmethode overlopen om een zicht te krijgen op welke variabelen het te verwachten geluidsniveau het meest beïnvloeden. Daarnaast zijn er ook nog een aantal variabelen waarmee in de rekenmethode geen rekening wordt gehouden, hoewel ze de geluidsimmissie wel degelijk beïnvloeden.

1.1. Emissievariabelen Motorvoertuigen veroorzaken op de volgende twee manieren geluid: - rolgeluid als gevolg van het contact tussen banden en wegverharding - motorgeluid vanwege de aandrijving (motor). Welk van deze manieren overheerst, is afhankelijk van de voertuigcategorie en van de snelheid. Voor personenwagens is rolgeluid dominant bij snelheden boven de 40 à 50 km/h. Onder snelwegcondities (100-120 km/h) bestaat het geluid bijna uitsluitend uit rolgeluid. Voor vrachtwagens is motorgeluid ook bij hogere snelheden nog dominant (tot 70 à 80 km/h). Onder snelwegcondities (90 km/h) zal echter ook voor vrachtwagens het rolgeluid doorgaans overheersen, al kan het motorgeluid nog wel een rol spelen.

1.1.1. Variabelen waarmee rekening wordt gehouden in de rekenmethode In de Nederlandse rekenmethode wordt de totale emissie van een bepaalde weg gemodelleerd als de energetische som van de emissietermen van drie verschillende voertuigcategorieën Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid – update 2012 Dep. LNE, Vlaamse overheid –versie 1b, april 2012

7

(lichte, middelzware en zware motorvoertuigen). In die emissietermen zijn rolgeluid en motorgeluid al samen genomen. De verschillen tussen de categorieën in de verhouding tussen rolgeluid en motorgeluid, vindt men terug in de verschillende snelheidsafhankelijkheid van de emissietermen. Volgens de Standaard Rekenmethode 1 bedraagt de emissieterm van voertuigcategorie m op een bepaalde weg:

 v E m   m   m log m v  ref ,m

    10 log Qm v   m 

   C wegdek,m . 

Daarin zijn -

 m en  m op basis van empirische gegevens (metingen) bepaalde emissieparameters, specifiek voor de betreffende voertuigcategorie Qm de gemiddelde intensiteit van de betreffende voertuigcategorie vm de gemiddelde snelheid van de betreffende voertuigcategorie vref de referentiesnelheid van de betreffende voertuigcategorie (80 km/h voor lichte voertuigen en 70 km/h voor de andere). Cwegverharding,m een correctiefactor die aangeeft hoe sterk de geluidsemissie van de wegverharding op de weg in kwestie afwijkt van deze van dicht asfaltbeton (de referentieverharding). Deze correctiefactor is afhankelijk van de voertuigcategorie en van de snelheid en wordt beschreven met de formule  v  C wegdek, m  Lm  bm log m  v   ref , m  Hierin is Lm gelijk aan de correctiefactor bij de referentiesnelheid en geeft bm de snelheidsafhankelijkheid van de correctieterm weer. Voor de in Nederland gangbare verhardingen is er een lijst van correctietermen beschikbaar. Bij de opmaak van de geluidskaarten voor belangrijke wegen in Vlaanderen werden, in opdracht van AWV, ook correctiefactoren bepaald voor de in Vlaanderen gangbare wegverhardingen1.

Soms wordt er ook nog rekening gehouden met CH,m (die aangeeft hoe de helling van de weg het geluidsniveau beïnvloedt) en/of Coptrek (die aangeeft hoe acceleraties, bv. na een kruispunt, het geluidsniveau beïnvloeden). Deze zijn in de bestudeerde situatie niet relevant. Uit bovenstaande blijkt dat de volgende variabelen de geluidsemissie beïnvloeden: -

De verkeersintensiteit van de verschillende voertuigcategorieën, d.w.z. het aantal lichte, middelzware en zware voertuigen. De emissie volgt de intensiteit logaritmisch: een verdubbeling van het aantal voertuigen zorgt voor een toename van de emissieterm met 10 log 2 = 3 dB. De verhouding tussen de emissies van voertuigen uit verschillende categorieën is afhankelijk van de snelheid, omdat rolgeluid meer snelheidsafhankelijk is dan motorgeluid en de verhouding tussen rolgeluid en motorgeluid afhangt van de

1

„Ontwikkelen van geluidsbelastingkaarten en afgeleide gegevens voor wegverkeer met inbegrip van de software en invoer/uitvoer bestanden voor Vlaanderen’, Vincotte Environment nv, 2008.


8

voertuigcategorie. Bij 50 km/h voorspelt de rekenmethode dat 10 lichte voertuigen zullen overeenkomen met 1 zwaar voertuig. Bij 90 km/h is de verhouding 5 tegen 1. Onder snelwegcondities (lichte voertuigen aan 120 km/h, zware voertuigen aan 90 km/h) voorspelt de rekenmethode dat een zwaar voertuig evenveel geluid produceert als 3 lichte voertuigen. -

De snelheid van de verschillende voertuigcategorieën. Algemeen geldt dat bij toenemende snelheid ook de emissie toeneemt. Zoals hierboven gesteld is de snelheidsafhankelijkheid verschillend per voertuigcategorie. De snelheidsafhankelijkheid van de totale emissie is dan ook afhankelijk van de verkeerssamenstelling (verhouding tussen de intensiteiten en snelheden van de verschillende voertuigen). Zo zal een verlaging van de toegelaten snelheid van 120 km/h naar 100 km/h (op de referentieverharding) een effect van 1.4 dB hebben op de geluidsemissie van de personenwagens. Als het aandeel vrachtwagens (waarvan de snelheid constant wordt verondersteld op 90 km/h) 10% bedraagt, dan zal de totale emissie 1 dB dalen. Bedraagt het aandeel vrachtverkeer 20%, dan daalt de totale emissie maar 0.7 dB.

-

Het type wegverharding. Afhankelijk van de porositeit (het absorberend vermogen) en de textuur (de mate waarin en de manier waarop de wegverharding onregelmatigheden bevat) van de wegverharding produceert een weg meer of minder lawaai. Omdat wegverhardingen vooral het rolgeluid beïnvloeden, is ook dit effect weer afhankelijk van de snelheid en de voertuigcategorie. De snelheidsafhankelijkheid is niet voor elke wegverharding dezelfde (met name poreuze verhardingen vertonen een minder steile snelheidsafhankelijkheid dan dichte verhardingen).

1.1.2. Variabelen waarmee geen rekening wordt gehouden in de rekenmethode In de rekenmethode ontbreken de volgende drie variabelen die de geluidsemissie beïnvloeden: -

De ouderdom en de staat van de wegverharding. De rekenmethode gaat uit van pas aangelegde wegverhardingen in goede staat. Met name van open (poreuze) wegverhardingen is echter geweten dat na verloop van tijd de holten in het asfalt gedeeltelijk verstopt worden door vervuiling (bv. slib, rubberdeeltjes), waardoor de porositeit en de geluidsreducerende werking afneemt. De Nederlandse correctiefactoren voor wegverhardingen worden bepaald op pas aangelegde wegverhardingen en houden dus geen rekening met dit effect. De Vlaamse correctiefactoren werden bepaald op bestaande wegverhardingen van een zekere ouderdom. In de Vlaamse correctiefactoren is het verouderingseffect dus impliciet meegenomen, zij het als een gemiddelde veroudering: alle wegverhardingen van een bepaald type worden verondersteld van een zelfde ouderdom te zijn als de verhardingen waarop de metingen werden uitgevoerd.

-

De omgevingstemperatuur. De stijfheid van de band, en daarmee het rolgeluid, wijzigt in functie van de temperatuur. Bij hogere temperaturen zal het rolgeluid afnemen. Motorgeluid is niet afhankelijk van de temperatuur. De grootte van het effect op de totale emissie is dus afhankelijk van de variabelen die de verhouding tussen


9

rolgeluid en motorgeluid beïnvloeden, zoals het aandeel vrachtverkeer, de toegelaten snelheid en het type wegverharding (zie hoger). Daardoor bestaat er een ruime bandbreedte op de schattingen van het totale temperatuurseffect. Doorgaans wordt het geraamd op ongeveer 1 dB per 10°C, maar in de literatuur vindt men ook waarden terug van 0.5 dB tot 1.5 dB per 10°C, waarbij het effect doorgaans niet speelt bij temperaturen onder een bepaalde drempel2. Daarbij komt nog dat de manier waarop de temperatuur wijzigt met toenemende hoogte (temperatuurgradiënt) ook de overdracht van het geluid beïnvloedt (zie §1.2). Zeker op grote afstanden van de bron zal dit overdrachtseffect belangrijker zijn dan het emissie-effect. De temperatuurgradiënt (die het overdrachtseffect bepaalt) en de absolute temperatuur (die het emissie-effect bepaalt) zijn niet volstrekt onafhankelijk. Temperatuurgradiënten zijn immers gekoppeld aan specifieke contexten (bv. positieve gradiënten tijdens heldere nachten). Dit bemoeilijkt de analyse van het temperatuurseffect op de emissie bij metingen op afstanden waarbij ook de overdrachtsvariabelen belangrijk zijn, zoals in Wetteren3. -

De hoeveelheid neerslag tijdens de voorgaande uren. Een nat wegdek zorgt voor een verhoging van het rolgeluid omdat water op de weg door het reliëf van de banden wordt opgespoten (sisgeluid). Dit effect hangt weer af van het type wegverharding. Op nieuwe open verhardingen, waar het regenwater snel via de poriën kan worden afgevoerd, is het effect kleiner dan op dichte verhardingen. Op oudere open verhardingen is het effect echter groter dan op dichte verhardingen, omdat het regenwater in de gedeeltelijk verstopte poriën zal blijven staan, wat nefast is voor de geluidsabsorptie van de verharding. In de hoger aangehaalde Geluidsmonitors bedroeg het effect voor dichte verhardingen maximaal 0.5 dB, terwijl het op oudere open wegverhardingen opliep tot 2.5 dB. Het effect bleef bovendien op oudere open verhardingen lang zichtbaar: het effect verkleint pas wanneer de voorgaande 12 uur min of meer droog bleven (minder dan 8 mm over de voorgaande 12 uur samen) en verdwijnt pas helemaal na 24 tot 48 uur.

2

Zie bv. “Meten is weten of is weten ook meten?”, Paul Driessen en Hans van Leeuwen, Tijdschrift Geluid, december 2009, de verschillende jaargangen van de “Geluidsmonitor - Trend- en validatiemetingen omgevingsgeluid”, J. Jabben en C.J.M. Potma, RIVM, en “Geluidonderzoek vier trajectcontrole-locaties” J. Jabben, C.J.M. Potma, S. Lutter, RIVM, 2007. In dit laatste onderzoek werden voor vier verschillende locaties telkens andere temperatuurdrempels en andere verbanden (lineair, kwadratisch) gevonden. Op vergelijkbare locaties als Wetteren (ZOA, snelweg) werd één keer het effect geschat op 1.2 dB/10°C met een drempel op 10°C, een andere keer als 1.0 dB/10°C met een drempel op 14°C. 3 In de Nederlandse onderzoeken werd dan ook gemeten op kleinere afstanden tot de bron (enkele tientallen meters).


10

1.2. Overdrachtsvariabelen Niet al het geproduceerde geluid bereikt ook de ontvanger (of microfoon). Hoeveel geluid bij de ontvanger toekomt, hangt af van de omgevingskenmerken.

1.2.1. Variabelen waarmee rekening wordt gehouden in de rekenmethode In de Nederlandse rekenmethode wordt de overdracht van het geproduceerde geluid tot bij de ontvanger bepaald op basis van de volgende factoren: -

De afstand tussen bron en ontvanger: het geluidsniveau neemt bij toenemende afstand r af met 10*log r. Bij een verdubbeling van de afstand tot de bron betekent dat een afname met 3 dB.

-

Afschermende of reflecterende objecten beïnvloeden uiteraard ook de overdracht.

-

De bodemeigenschappen (akoestisch absorberend vs. akoestisch hard).

-

De luchtdemping: deze is op korte afstanden minder relevant

1.2.2. Variabelen waarmee geen rekening wordt gehouden in de rekenmethode De rekenmethode werd opgesteld op basis van metingen onder gunstige meteoomstandigheden (meewind). Omdat op basis van enkel metingen onder gunstige omstandigheden uiteraard te hoge waarden zouden worden voorspeld, zeker op grotere afstanden tot de bron, dient van het bekomen resultaat nog een meteo-correctie te worden afgetrokken. De correctie neemt toe met de afstand (0 dB op 0 meter, 2 dB op 100 meter, tot een maximum van 3.5 dB op zeer grote afstanden). De meteocorrectie uit de rekenmethode is dus een standaardcorrectie, in functie van de afstand tot de bron, met als bedoeling om het overschattend effect van het kalibreren onder uitsluitend gunstige omstandigheden (gedeeltelijk) uit te vlakken. Ze houdt géén rekening met de daadwerkelijk optredende meteo-omstandigheden. In de praktijk zullen echter ook de windgradiënt (de manier waarop de windsnelheid verandert met toenemende hoogte) en de temperatuurgradiënt (de manier waarop de temperatuur verandert met toenemende hoogte) de geluidsoverdracht beïnvloeden. De manier waarop beide gradiënten de overdracht beïnvloeden is identiek: ze beïnvloeden de snelheid van het geluid in functie van de hoogte. Bij een toenemende geluidssnelheid met toenemende hoogte zullen de geluidsgolven richting grondoppervlak worden afgebogen. Hierdoor zullen er op een bepaalde plaats meer geluidsgolven toekomen en dus zal het waargenomen geluidsniveau er stijgen. Het tegenovergestelde geldt voor negatieve gradiënten (afnemende snelheid met toenemende snelheid). Over het algemeen geldt dat het effect van negatieve gradiënten groter is dan het effect van positieve gradiënten. Bij afbuiging van de golven naar boven ontstaat er immers een schaduwzone waarin maar zeer weinig geluidsgolven komen. De verzwakking van de geluidsimmissie kan in deze zone hoog oplopen. Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid – update 2012 Dep. LNE, Vlaamse overheid –versie 1b, april 2012

11

Doorgaans is het effect van de windgradiënt veel groter dan dat van de temperatuursgradiënt 4. Het nauwkeurig bepalen van het effect van de (niet-lineaire) gradiënten is erg complex. Daarom worden in wat volgt de volgende variabelen gebruikt ter benadering: -

De windrichting en –snelheid op enkele meters hoogte. Bij een hoge windsnelheid zal de gradiënt tussen de windsnelheid op verschillende hoogtes groter worden, en daarmee het effect op de overdracht. De gradiënt kan dus benaderd worden door de windsnelheid op enkele meters hoogte. Daarbij komt dat fysisch gezien de windgradiënt altijd positief is (als gevolg van afremming van de wind door wrijving met het grondoppervlak), maar dat het effect op de overdracht afhangt van de windrichting. Bij meewind betekent een positieve gradiënt immers dat de geluidssnelheid in de richting van bron naar ontvanger hoger is in de hogere luchtlagen (en dus afbuiging naar beneden en betere overdracht), bij tegenwind betekent een positieve gradiënt dat de geluidssnelheid in de richting van bron naar ontvanger netto lager zal zijn in de hogere luchtlagen (en dus afbuiging naar boven). Meewind verhoogt dus de geluidsoverdracht, tegenwind verlaagt haar. Bij het meten van geluid moet ook nog worden opgemerkt dat heel hoge windsnelheden windruis op de microfoon kunnen veroorzaken. Doorgaans worden metingen dan ook enkel uitgevoerd bij windsnelheden kleiner dan 5 m/s.

-

Het verschil in temperaturen gemeten op twee hoogtes als benadering van de temperatuursgradiënt. Het verschil wordt veroorzaakt doordat de bodem de warmte van de zonnestralen beter absorbeert dan de lucht. Overdag zal de temperatuur doorgaans dus afnemen met toenemend hoogte. Geluid plant zich trager voor in lagere temperaturen, zodat de extra geluidssnelheidcomponent bij toenemende hoogte negatief zal zijn (en dus afbuiging naar boven, te vergelijken met tegenwind). Bij inversies (bv. bij heldere nachten, als bodem sneller warmte verliest en kouder wordt dan de lucht) neemt de temperatuur toe met grotere hoogte en zullen de golven naar beneden worden afgebogen (te vergelijken met meewind). Hoewel de temperatuursgradiënt in de praktijk niet-lineair is, is vastgesteld dat een lineaire benadering op basis van twee temperatuursmetingen volstaat voor de studie van het effect ervan op de overdracht5. Zoals hoger gesteld beïnvloedt de absolute temperatuur (aan de grond) ook de geluidsemissie en zijn de absolute temperatuur en gradiënt niet strikt onafhankelijk, aangezien ze beide worden beïnvloed door bepaalde omstandigheden (bv. nachten)6.

4

Meteorologische verschijnselen die van toepassing zijn op de geluidoverdracht, rapport VL-DR-21-04, van Moerkerken, TNO-TH, sept. 1976. 5 Ibidem. 6 Absolute temperaturen hebben strikt genomen ook een invloed op de overdracht aangezien ze de luchtabsorptie beïnvloeden. De verschillen zijn echter zeer miniem: het effect wordt voor een variatie van 30°C geschat op minder dan 1 dB per 100 m (Myncke, Lawaaibeheersing). Dit laten we verder buiten beschouwing.


12

1.3. Samenvatting Geluidsimmissieniveaus worden beïnvloed door de volgende variabelen: 1.

Emissievariabelen 1.1. de verkeersintensiteit van de verschillende voertuigcategorieën 1.2. de snelheid van de verschillende voertuigcategorieën 1.3. het type wegverharding 1.4. de omgevingstemperatuur 1.5. de hoeveelheid neerslag tijdens de voorgaande uren

2.

Overdrachtsvariabelen 2.1. een aantal variabelen (afstand tussen bron en ontvanger, afschermende of reflecterende objecten, bodemeigenschappen, luchtdemping) die voor een specifieke locatie als onveranderlijk kunnen worden beschouwd 2.2. windsnelheid en windrichting 2.3. de temperatuursgradiënt

In het volgende hoofdstuk worden voor deze variabelen de noodzakelijke gegevens ingezameld.


13

2. Overzicht gebruikte gegevens De in hoofdstuk 1 beschreven variabelen worden ingedeeld in 3 groepen: -

-

De variabelen die te maken hebben met de meetomgeving (variabele 2.1) en de specifieke eigenschappen van de bron (variabele 1.3); de gebruikte gegevens over deze variabelen worden hieronder beschreven in §2.1. De variabelen die te maken hebben met het verkeer (variabelen 1.1 en 1.2); de gebruikte gegevens over deze variabelen worden hieronder beschreven in §2.3. De variabelen die te maken hebben met de meteorologische omstandigheden (variabelen 1.4, 1.5, 2.2 en 2.3); de gebruikte gegevens over deze variabelen worden hieronder beschreven in §2.4.

2.1. Meetomgeving en eigenschappen van de bron Het meetstation in Wetteren is gelegen ten noordoosten van de E40 (Figuur 1Fout! Ongeldige bladwijzerverwijzing.), d.w.z. rechts van de rijweg voor wie richting Oostende rijdt. De meetpost heeft Lambert2008-coördinaten X = 612.955, Y = 684.784 (Lambert72: X = 112.956, Y = 184.788). De afstand van de meetpost tot de rand van de dichtste rijstrook bedraagt ongeveer 100 meter, tot de middenberm van de rijbaan 115 meter, tot de rand van de verste rijstrook 130 meter. Tussen meetpost en rijbaan is de bodem grotendeels akoestisch zacht (onverhard). Achter de meetpost is een politiepost gelegen.

Figuur 1: Luchtfoto van de omgeving van NMT6


14

De autosnelweg heeft in beide rijrichtingen drie baanvakken. De maximaal toegelaten snelheid voor personenwagens bedraagt 120 km/h, voor vrachtwagens 90 km/h. Ten oosten van de meetpost is er de uitrit van een parking van een tankstation, 350 meter ten westen van de meetpost bevindt zich afrit 17 (Wetteren). De wegverharding werd in de periode 1999-2001 heraangelegd in Zeer Open Asfalt van het type ZOA-B2. Voor die datum lag er een toplaag in asfaltbeton - type 2. De rijrichting Brussel werd heraangelegd in 1999, de rijrichting Oostende in 2001.

2.2. Geluidgegevens Het meetstation is een “noise monitoring terminal” van het type BK3543, bestaande uit - een microfoon van het type BK4184 - een geluidsanalyser van het type BK4435 - een windmeter Microfoon en analyser worden jaarlijks geijkt. Tot 2009 vielen beiden steeds binnen de specificaties (afwijking kleiner dan 1 dB). Eind 2010 werd vastgesteld dat de meetketen een afwijking van ongeveer 1 dB vertoonde (naar beneden). Op 29 november 2010 werd de NMT daarom vervangen door een ander toestel dat deze afwijking niet vertoonde. De microfoon is op een paal op ongeveer 5 m hoogte geplaatst. Een vijftal meter achter het station ligt een politiekantoor (van ongeveer dezelfde hoogte). De invloed van reflecties op dit gebouw op het gemeten niveau is gezien de afstand beperkt. Het station logt sinds 1992 continu de LAeq,1s-geluidsniveaus. Per uur distilleert het hieruit - een LAeq,1u-niveau (bekomen door de volledige geluidsenergie geregistreerd tijdens elke seconde op te tellen en de som te delen door het aantal beschouwde seconden) - een aantal statistische niveaus (LA001 t.e.m. LA999) (zie verder) - het percentage van het uur dat het station actief was. Tussen 1992 en 2000 waren er geregeld lange periodes van onderbreking door uitval van de meetterminal (zie figuur 2). De lage activiteitsgraad betekent dat de meetresultaten voor deze periode minder betrouwbaar zijn, met negatieve uitschieters in 1993, 1995, 1998 en 1999. Sinds 2001 functioneert het meetnet daarentegen vrijwel ononderbroken, met een jaarlijkse activiteitsgraad van meer dan 95%.

Figuur 2: Activiteitsgraad NMT6


15

Stoorgeluiden, bijvoorbeeld door activiteiten verbonden aan het nabijgelegen politiekantoor, kunnen in principe niet worden uitgesloten. Het meetstation is immers onbemand en registreert geen geluidsopnames. Toch lijkt op het eerste zicht de mogelijke impact van dit stoorgeluid klein: het verkeer van en naar het kantoor is in vergelijking met de intensiteiten op de snelweg zeer beperkt en er zijn geen andere belangrijke continue geluidsbronnen in de directe omgeving. Omdat er bovendien doorlopend gemeten wordt, zal een incidentele verstoring maar weinig invloed hebben op het langetermijnresultaat. Dat de impact van het stoorgeluid klein is, wordt ondersteund door de volgende redenering op basis van de statistische structuur van het geluidsklimaat (zie §5.2). Om enige impact te hebben, moet een stoorbron ofwel voldoende krachtig zijn, ofwel voldoende lang duren. Beide gevallen zullen naar verwachting een bepaalde invloed uitoefenen op de structuur van de statistische geluidsniveaus. Een abnormale statistische structuur kan dus wijzen op een stoorevent tijdens het beschouwde uur. Enkele indicaties die zouden kunnen wijzen op stoorgeluid: 1. Een abnormaal hoog piekniveau (voor Wetteren bv. wordt LA0.1 > 80 dB normaal niet gehaald als gevolg van snelwegverkeer). 2. Een instabiel geluidsklimaat (abnormaal veel pieken en dalen), bv. geïdentificeerd op basis van een abnormaal groot verschil tussen de mediaan (LA50) en het energetisch gemiddelde niveau (LAeq) (voor Wetteren is het verschil overdag bv. normaal niet groter dan 1.5 dB). 3. Een groot verschil in het LAeq tussen 2 opeenvolgende uren (in Wetteren vindt de grootste sprong tussen 2 opeenvolgende uren typisch plaats in de ochtendspits (sprong van 1 tot 3 dB); verschillen van meer dan 5 dB zullen normaal niet voorkomen). Voor de jaren 2001-2011 duiden die criteria (LA0.1 > 80 dB, LAeq - LA50 > 1.5 dB, sprong van meer dan 5 dB) samen gemiddeld rond de 200 uren per jaar als mogelijk verstoord aan7. Dit is minder dan 3% van de gemeten uren; de uiteindelijke impact van deze mogelijk verstoorde uren op de jaargemiddelde Lden-niveaus bedraagt minder dan 0.1 dB. Tijdens de periode vóór 2001 duiden de genoemde criteria relatief lange periodes als mogelijk verstoord aan. Samen met de hoger aangehaalde relatief lage activiteitsgraad vóór 2001 wijst dit erop dat men bij de interpretatie van de meetgegevens voor deze periode voorzichtig moet zijn.

7

Uren die aan één criterium voldoen, voldoen doorgaans ook aan minstens één ander criterium. Het zijn ook vaak blokken van opeenvolgende uren die als mogelijk verstoord worden aangeduid. Dit wijst erop dat de 3 genoemde indicatoren inderdaad goede indicatoren zouden kunnen zijn voor het detecteren van abnormale events.


16

2.3. Verkeersgegevens Zoals hoger gesteld zijn de volgende verkeersvariabelen relevant voor de geluidsemissie: de verkeersintensiteit van de verschillende voertuigcategorieën de snelheid van de verschillende voertuigcategorieën Verkeersgegevens over autosnelwegen worden in Vlaanderen verzameld en verwerkt door het Vlaams Verkeerscentrum en door het Agentschap Wegen en Verkeer. Zij baseren zich daarbij op de resultaten van de tellussen die voor en na elk open afrittencomplex op de Vlaamse autosnelwegen zijn aangebracht. In Wetteren werd tot 27 september 2007 gebruik gemaakt van enkelvoudige tellussen. Met dit soort tellussen wordt enkel de totale intensiteit werkelijk geteld: de andere variabelen (snelheid, indeling in voertuigcategorieën) worden geschat op basis van een aantal aannames. Het Verkeerscentrum geeft dan ook aan dat de nauwkeurigheid van een enkelvoudige tellus enkel voor wat betreft de totale intensiteit voldoende is8. Om de kwaliteit van haar verkeerstellingen te verbeteren schakelt het Verkeerscentrum dan ook over op een systeem van dubbele lussen. In Wetteren wordt vanaf 27 september 2007 met een systeem met dubbele tellus gewerkt. Door het gebruik van twee na mekaar aangebrachte lussen, kan de snelheid beter worden bepaald en kan het voertuig ook correcter aan een voertuigcategorie worden toegedeeld9. Door AWV werden de jaargemiddelde waarden van de totale verkeersintensiteit, opgedeeld naar uur van de dag, aangeleverd voor bijna de volledige meetperiode (1993-2011). Deze waarden zijn tot 2007 gebaseerd op enkele lustellingen, maar werden door AWV gecontroleerd op grote fouten door ze te vergelijken met andere jaren en met de data van aanliggende telposten10. Voor een meer gedetailleerde analyse werden de individuele uurwaarden van de verkeersintensiteit en van de snelheid van de verschillende voertuigcategorieën, bepaald door de dubbele lustellingen, voor twee jaren (2008 en 2009) aangeleverd door het Vlaams Verkeerscentrum. Uit de gegevens kan volgend verkeersprofiel voor de E40 t.h.v. Wetteren worden afgeleid: -

In 2011 passeerden er 37 miljoen voertuigen, d.w.z. iets meer dan 100.000 per dag.

8

Masterplan Meten in Vlaanderen, Verkeerscentrum Vlaanderen, november 2002. Het Verkeerscentrum onderscheidt 4 categorieën op basis van de lengte: personenwagens (1-4.9 m), bestelwagens (4.9-6.9 m), kleine vrachtwagens (6.9-12.0 m) en grote vrachtwagens (>12.0 m). Deze categorieën kunnen echter niet 1 op 1 met de categorieën uit de Nederlandse rekenmethode worden gekoppeld, aangezien de categorieën daarin op basis van andere criteria worden afgebakend (middelzware motorvoertuigen als “autobussen en voertuigen voorzien van een enkele achteras met vier banden”, zware motorvoertuigen als “gelede motorvoertuigen en voertuigen voorzien van een dubbele achteras”). Omdat uit een analyse van de telgegevens blijkt dat de middelste categorieën “bestelwagens” en “kleine vrachtwagens” zeer dun bevolkt zijn (typisch elk minder dan 5% van de totale intensiteit), worden de gegevens vereenvoudigd door “bestelwagens” onder te brengen bij lichte voertuigen en “kleine vrachtwagens” bij zware voertuigen. 10 Voor 2008 werd de jaargemiddelde verkeersintensiteit, die sterk afweek van deze uit de omliggende jaren, geschat op basis van interpolatie. 9


17

-

Vrachtwagens maken in Wetteren gemiddeld 12% uit van de totale verkeersstroom. Aangezien theoretisch een vrachtwagen (onder snelwegcondities) akoestisch equivalent is aan 3 personenwagens, domineert het personenverkeer het geluidsniveau. Tijdens de nacht stijgt het aandeel vrachtvervoer echter tot boven de 20%, met uitschieters van meer dan 30% tussen 3 en 5 uur. Men kan dus verwachten dat het vrachtvervoer tijdens die uren het totale geluidsniveau gaat domineren. Tijdens het weekend ligt het vrachtwagenaandeel lager dan tijdens de week.

-

De gemiddelde snelheid van de personenwagens is ongeveer gelijk aan de toegelaten snelheid (120 km/h). Tijdens de spitsuren (vooral de ochtendspits) treedt er soms congestie op: op weekdagen ligt de gemiddelde snelheid om 8 uur in 10% van de gevallen onder de 100 km/h.

2.4. Meteogegevens 2.4.1. Wind De windmeter van de NMT6 logt elke seconde de windsnelheid en –richting, waarna voor elk uur de volgende gegevens geregistreerd worden: - de gemiddelde windrichting - de minimale, maximale en gemiddelde windsnelheid (in m/s) De windgegevens hebben dezelfde beschikbaarheidsgraad (en dus dezelfde graad van betrouwbaarheid) als de geluidsgegevens (zie Figuur 3).

Figuur 3: Activiteitsgraad NMT6

Zoals hoger gesteld is het effect van wind op de geluidsimmissie afhankelijk van zowel de windsnelheid als de windrichting. Om beide variabelen gezamenlijk te kunnen behandelen, wordt de effectieve windsnelheid gebruikt. Deze is gedefinieerd als het product van de windsnelheid met de sinus van de hoek tussen de windrichting en de richting van de autoweg. Een windsnelheid van 5 m/s zal bij volledige meewind (wind parallel aan de loodlijn vanuit het ontvangerspunt op de rijbaan) als een effectieve windsnelheid van +5 m/s worden beoordeeld, bij volledige tegenwind als een effectieve windsnelheid van -5 m/s, en bij volledige zijwind (wind parallel aan de rijbaan) als een effectieve windsnelheid van 0 m/s. Bij de tussensituaties zal de effectieve windsnelheid tussen deze extreme waarden in liggen. Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid – update 2012 Dep. LNE, Vlaamse overheid –versie 1b, april 2012

18

In Wetteren ligt de meetpost ten noordoosten van de rijbaan. De overheersende windrichting is in Vlaanderen de zuidwestelijke. Meewind komt dus veel vaker voor dan tegenwind. Om grote onbetrouwbaarheden te vermijden worden geluidsmetingen beter niet uitgevoerd bij windsnelheden hoger dan 5 m/s. De uren tijdens welke de gemiddelde windsnelheid over het volledige uur groter was dan 5 m/s worden verder buiten beschouwing gelaten. Ook uren waarop de gemiddelde windsnelheid groter was dan 3 m/s en de maximaal optredende windsnelheid groter was dan 5 m/s, worden aangeduid als mogelijk windverstoord. Een buiten verhouding groot aandeel van de windverstoorde uren betreffen uren met meewind.

2.4.2. Temperatuur De temperatuurgegevens zijn afkomstig van het meteo-station T4M701 van de Intergewestelijke Cel voor het Leefmilieu (IRCEL). Dit station ligt ongeveer op 10 kilometer van NMT6 en meet de temperatuur op 3 en op 30 meter hoogte. De dataset is over de periode 2000-2010 vrij volledig. De temperatuursgradiënt wordt bepaald als het verschil tussen de temperatuur op 30 en deze op 3 meter hoogte, uitgedrukt in °C per 100 meter. De gradiënt is positief als de temperatuur op 30 meter hoger is dan deze op 3 meter hoogte.

2.4.3. Neerslag Ook de neerslaggegevens zijn afkomstig van het meteo-station T4M701 van IRCEL. De dataset is vrij volledig (in 2010 is er wel een lange periode (december) met ontbrekende gegevens). Ontbrekende uren zullen we beschouwen als droge uren. Zoals hoger gesteld zal ook de neerslag tijdens de voorafgaande uren belangrijk zijn voor de geluidsemissie. Daarom wordt een variabele „verzadigdheid‟ gedefinieerd als de neerslag tijdens het uur zelf, plus 90% van de neerslag tijdens het voorgaande uur, plus 80% van de neerslag uit het uur daarvoor, enz. De verzadigdheid neemt dus lineair af en 10 uur na het einde van een regenbui is het verzadigdheidseffect verwaarloosbaar geworden.


19

3. Globale evoluties 3.1. Evolutie jaargemiddelde geluidsniveaus Voor elk jaar werden de volgende jaargemiddelde geluidsniveaus berekend, overeenkomstig de Europese Richtlijn Omgevingslawaai 2002/49/EG: -

-

Lday, het jaargemiddelde niveau vastgesteld over de periode tussen 07.00 en 19.00 Levening, het jaargemiddelde niveau vastgesteld over de periode tussen 19.00 en 23.00 Lnight, het jaargemiddelde niveau vastgesteld over de periode tussen 23.00 en 07.00 Lden, het gewogen jaargemiddelde over de drie genoemde periodes, waarbij de avonden de nachtniveaus een straffactor krijgen van 5 resp. 10 dB (dit niveau correleert relatief goed met de mate van hinder bij omwonenden): Lday Levening  5 Lnight 10  12  4 8 10 10  Lden  10  log .10  .10  .10 10  .  24  24 24  

Op Figuur 4 wordt de evolutie gegeven van die geluidsniveaus over de periode 1992 – 2011 (incl. de mogelijk geluid- of windverstoorde uren).

Figuur 4: Evolutie van de jaargemiddelde geluidsniveaus

Enkele vaststellingen : - Tussen 1992 en 1999 schommelde het Lden-niveau tussen de 70 en 71 dB, zonder duidelijke tendens. De schommeling wordt mogelijk veroorzaakt door de minder goede kwaliteit van de geluidsmetingen tijdens deze periode. Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid – update 2012 Dep. LNE, Vlaamse overheid –versie 1b, april 2012

20

-

De aanleg van de ZOA-wegverharding in de periode 1999-2001 is duidelijk zichtbaar. Na de aanleg daalde het Lden-niveau tot onder de 67 dB. Hierna is het Lden-niveau weer beginnen toenemen. In 2011 ligt het Lden-niveau minder dan 1 dB onder het niveau vóór de aanleg van het ZOA.

Mogelijke verklaringen voor de toename sinds 2003 zijn: - toename van de verkeersintensiteit - impact van meteorologische omstandigheden - veroudering van het ZOA. Deze mogelijke oorzaken worden in dit rapport verder onderzocht. Opvallend is verder dat het verschil tussen Lday en Levening in 2011 ongeveer 2 dB bedroeg, het verschil tussen Lday en Lnight minder dan 5 dB. Die verschillen zijn veel kleiner dan de straffactoren (5 dB resp. 10 dB) die bij Levening en Lnight moeten worden opgeteld in de berekening van Lden. Dit betekent dat Levening en vooral Lnight sterk zullen doorwegen in de bepaling van Lden. De Lden lag in 2011 ongeveer 3 dB hoger dan de Lday. Tot slot kunnen de geregistreerde jaargemiddelde niveaus worden vergeleken met de informatie uit de geluidsbelastingskaarten, opgemaakt in het kader van de Europese Richtlijn Omgevingslawaai (2002/49/EG). Die kaarten bevatten informatie over de geluidsblootstelling in het referentiejaar 2006 langs alle wegen met meer dan 6 miljoen voertuigpassages per jaar in Vlaanderen, waaronder de E40 in Wetteren. De blootstelling werd daarbij voorspeld uitgaande van de formules uit de Standaard Rekenmethode 2 (zie hoofdstuk 1) en op basis van eerder grootschalige inputdata (rekening houdend met het feit dat er geluidskaarten moesten worden gemaakt van in totaal 1.900 km gewestweg). De meetresultaten blijken echter in goede overeenstemming te zijn met de gegevens op de geluidsbelastingskaarten: het ter hoogte van de meetpost berekende Lden-niveau ligt op minder dan 1 dB van het (in 2006) gemeten geluidsniveau. Enkel tijdens de avondperiode is er een wat grotere afwijking:

Lday Levening Lnight Lden

gemeten berekend verschil 65.7 65.2 +0.5 63.7 61.9 +1.8 60.9 60.0 +0.9 68.5 67.6 +0.9

3.2. Evolutie in de verkeersintensiteit Figuur 5 toont de evolutie in de verkeersintensiteit sinds 1993, in vergelijking met de geluidsniveaus over deze periode. De verkeersintensiteit werd hierbij logaritmisch uitgedrukt en gewogen volgens het principe van de Lden-weging. Het verkeer op de E40 ter hoogte van Wetteren is tussen 1993 en 2007 toegenomen met ongeveer 2 dB. De laatste jaren is de intensiteit weer wat gedaald. Uit de gegevens kan worden afgeleid dat deze daling zich vooral doorzet tijdens de avond en de nacht; ze is te wijten aan een daling in het vrachtverkeer als gevolg van de economische crisis. Duidelijk is dat noch de vastgestelde schommelingen in de geluidsniveaus vóór 1999 noch de toename na 2003 door de verkeerstoename kunnen worden verklaard. Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid – update 2012 Dep. LNE, Vlaamse overheid –versie 1b, april 2012

21

Figuur 5: Vergelijking van de evolutie in de geluidsniveaus en in de verkeersintensiteit

3.3. Impact van de meteorologische omstandigheden 3.3.1. Vergelijking met de windsnelheid Figuur 6 vergelijkt de evolutie van de jaargemiddelde effectieve windsnelheid met die van het jaargemiddelde Lden-niveau.

Figuur 6: Vergelijking van de evolutie in de geluidsniveaus en in de windsnelheid


22

De schommeling in de effectieve windsnelheid over de periode 1992-1998 is veel groter dan deze over de periode 2000-2011. Wellicht heeft dit te maken met de mindere kwaliteit van de wind- en geluidsmetingen over de periode voor 2000 (zie hoger). Door de beperkte activiteitsgraad zal het jaargemiddelde windprofiel immer sterk worden bepaald door het windprofiel van het beperkt aantal geregistreerde maanden, wat tot een vertekening kan leiden. Die sterke schommelingen in de windsnelheid vóór 2000 hangen nauw samen met de schommelingen in het geregistreerde Lden-niveau. Ook de jaargemiddelde geluidsniveaus worden immers vertekend door de beperkte activiteitsgraad: als de meetpost tijdens een bepaald jaar toevallig vooral tijdens de winderige (en dus doorgaans lawaaierige) maanden actief was, zal dit zowel de effectieve windsnelheid als het geluidsniveau naar boven vertekenen. De sterke schommelingen vóór 2000 zijn minstens voor een deel het kunstmatige gevolg van de lage activiteitsgraad. Voor de periode na 2000, waarvoor de databeschikbaarheid veel hoger was, is de vastgestelde variatie in de effectieve windsnelheid veel kleiner. Ze is alleszins niet voldoende om de tendens in het Lden-niveau te verklaren. De korte stagnatie van het Lden-niveau rond 2010 is mogelijk wel voor een deel te verklaren door de lage effectieve windsnelheid in dat jaar.

3.3.2. Vergelijking met andere relevante meteovariabelen Voor de periode na 2000 zijn er, naast de windgegevens, ook gegevens beschikbaar over de andere relevante meteorologische omstandigheden (temperatuur en neerslag). Op Figuur 7 worden de jaargemiddelde waarden van de variabelen (wind, temperatuur, neerslag) voorgesteld t.o.v. de jaargemiddelde waarden van het geregistreerde Lden-niveau. De meteovariabelen werden daarbij uitgedrukt als de proportionele afwijking t.o.v. hun gemiddelde waarde over heel de periode11. Ze worden bovendien zo voorgesteld dat een hogere waarde theoretisch overeenkomt met een stijging van het geluidsniveau (d.w.z. dat de temperatuur gespiegeld werd t.o.v. de X-as). Het geluidsniveau werd uitgedrukt als het verschil t.o.v. de waarde in 2001.

11

T.o.v. de overeenkomstige grafiek in het nulrapport werd de schaal van deze grafiek aangepast, omdat 2010 zowel naar effectieve windsnelheid als naar temperatuur een extreem jaar was.


23

Figuur 7: Vergelijking van de evolutie in de geluidsniveaus en in alle meteo-variabelen

Het effect van de verschillende meteorologische variabelen is gecompliceerd en daarom moeilijk te interpreteren. De grafiek suggereert wel dat het feit dat het Lden-niveau (zie Figuur 4) pas in 2003 zijn laagste waarde bereikte - terwijl de wegverharding al een jaar eerder klaar was - te maken zou kunnen hebben met de meteo-omstandigheden in 2003: in dat jaar was de effectieve windsnelheid laag, was er weinig neerslag en was er een hoge gemiddelde temperatuur. Al deze omstandigheden oefenen een milderende invloed uit op de geluidsemissie en/of -overdracht. De relatief sterke stijging van het Lden-niveau in 2004 t.o.v. 2003 zou dan weer te maken kunnen hebben met het feit dat dit jaar relatief koud was en dat er veel meewind stond. Het verband tussen geluidsemissie en temperatuur wordt geïllustreerd op Figuur 8. Deze grafiek suggereert dat zomers gemiddeld enkele dB stiller zijn dan winters.


24

Figuur 8: Vergelijking van de evolutie in de geluidsniveaus en in de temperatuur

De hierboven genoemde suggesties zullen in wat volgt verder worden geanalyseerd. Het feit dat de grafieken een bepaalde samenhang doen vermoeden, is immers niet voldoende: - Verschillende meteorologische effecten kunnen met elkaar gecorreleerd zijn, waardoor één effect niet geïsoleerd van een grafiek kan worden afgelezen. Op Figuur 7 worden alle waarden uitgedrukt in verhouding tot de afwijking van het periodegemiddelde; hiermee wordt geen uitspraak gedaan over hun relatief effect op de geluidsniveaus. - De waarden op Figuur 7 zijn jaargemiddelden, waardoor evoluties binnen een jaar gemaskeerd blijven; de effecten van de meteofactoren zijn niet lineair en kunnen dus ook niet precies op basis van een jaargemiddelde waarde worden bepaald. Wel maken de grafieken duidelijk dat de meteo-effecten een relatief belangrijke impact hebben op het geluidsniveau. Om betrouwbare uitspraken te kunnen doen over langetermijntendensen in het geluidsniveau (bv. over het effect van de aanleg van de ZOAwegverharding) moet die meteorologische ruis dan ook uit de evolutie worden gefilterd. In het volgende hoofdstuk zal een meteocorrectie worden bepaald die het effect van de meteofactoren neutraliseert.


25

4. Voorspelling van de geluidsimmissie op basis van verklarende variabelen Uit de globale analyse blijkt dat een aantal meteorologische variabelen een merkelijke invloed kunnen hebben op het immissieniveau. Om tendensen te kunnen bestuderen is dan ook een correctie nodig die desgewenst toelaat dergelijke effecten te neutraliseren. De theorie (zie hoofdstuk 1) stelt dat geluidsimmissieniveaus worden beïnvloed door de volgende variabelen: 1. Emissievariabelen 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5.

de verkeersintensiteit van de verschillende voertuigcategorieën de snelheid van de verschillende voertuigcategorieën het type wegverharding de omgevingstemperatuur de hoeveelheid neerslag tijdens de voorgaande uren

2. Overdrachtsvariabelen 2.1. een aantal variabelen (afstand tussen bron en ontvanger, afschermende of reflecterende objecten, bodemeigenschappen, luchtdemping) die voor een specifieke locatie als onveranderlijk kunnen worden beschouwd 2.2. windsnelheid en windrichting 2.3. de temperatuursgradiënt Om een meteocorrectie te kunnen opstellen, moet het effect van de meteorologische variabelen uit de waarnemingen worden geïsoleerd. Daarom zullen we eerst een model opstellen dat de geluidsniveaus zo goed mogelijk voorspelt op basis van de niet-meteorologische variabelen, namelijk de verkeer- en meetomgevingsvariabelen (1.1), (1.2), (1.3) en (2.1). De impact van de meteovariabelen (1.4), (1.5), (2.2) en (2.3) kan dan uit het verschil tussen die voorspelling en de werkelijk waargenomen geluidsniveaus worden afgeleid.


26

4.1. Prognose op basis van verkeer- en omgevingsvariabelen 4.1.1. Voorspelling volgens de Nederlandse rekenmethode Zoals hoger gesteld, vertrekt de Standaard Rekenmethode van de basisvergelijking: LAeq = E – overdrachtsfactoren De emissiefactor E bestaat daarin uit de logaritmische som van de emissiegetallen voor personenwagens en vrachtwagens: EVW  E PW  E  10 * log10 10  10 10  ,   waarbij de emissiegetallen voor de verschillende voertuigcategorieën worden gegeven door

Q v  E PW  69.4  27.6 log PW   10 log PW  80   v PW

v EVW  76.0  17.9 log VW  70

Q    10 log VW   vVW

   C wegdek, PW     C wegdek,VW . 

Hierin is Qm de gemiddelde intensiteit en vm de gemiddelde snelheid van de betreffende voertuigcategorie m. Cwegdek,m is de correctiefactor die aangeeft hoe sterk een type wegverharding afwijkt van dicht asfaltbeton (de referentiewegverharding). Deze correctiefactor is eveneens afhankelijk van de voertuigcategorie en van de snelheid. Bij de opmaak12 van de geluidskaarten voor wegverkeerslawaai door het Agentschap Wegen en Verkeer werden deze voor Vlaanderen13 vastgelegd op v  C wegdek, PW  0.11  8.02 log PW   80 

v  C wegdek,VW  1.40  6.05 log VW  .  70  Samengevat levert dat, voor de situatie in Wetteren, een verwachte emissie in functie van de snelheid en de verkeersintensiteit gelijk aan EVW  E10PW  E  10 * log10  10 10 

   

met 12

„Ontwikkelen van geluidsbelastingkaarten en afgeleide gegevens voor wegverkeer met inbegrip van de software en invoer/uitvoer bestanden voor Vlaanderen’, Vincotte Environment nv, 2008. 13 Bij de verwachte snelheden op de E40 (personenwagens: 120 km/h, vrachtwagens: 90 km/h) geeft dat een correctie van 1.5 dB(A) voor personenwagens en 2 dB voor vrachtwagens. Deze reducties zijn 2.5 dB(A) minder groot dan wat op basis van de Nederlandse correctietermen zou worden verwacht. De oorzaak hiervoor ligt wellicht in het feit dat de Nederlandse termen doorgaans bepaald worden op net aangelegde wegverhardingen, terwijl de Vlaamse metingen gebeurden op wegverhardingen met een ouderdom van verschillende jaren.


27

Q v  E PW  69.3  19.6 log PW   10 log PW  80   v PW Q v  EVW  74.6  11.9 log VW   10 log VW  70   vVW

     

De overdrachtsfactoren bestaan volgens de rekenmethode uit - een afstandsterm Dafstand = 10log(r) met r de afstand tussen het waarneempunt en de as van de rijbaan; in dit geval bedraagt Dafstand = 10log(115) = 20.6 dB(A). - een luchtdempingsfactor Dlucht = 0.01*r0.9; in dit geval bedraagt deze ongeveer 0.7 dB(A) - een meteofactor, in functie van de hoogte van bron en ontvanger en de afstand bron-ontvanger, in dit geval bedraagt die ongeveer 2.2 dB(A) - een bodemdempingsfactor; deze is afhankelijk van o.a. de bron- en ontvangershoogte en van het deel van de overgangsweg dat niet reflecterend is, in dit geval bedraagt deze ongeveer 1.5 dB(A) . Op die manier komen we tot een geschatte totale overdrachtsfactor van ongeveer 25 dB(A).

4.1.2. Regressie van geluidsniveaus op verkeersgegevens De hierboven gegeven formules geven - een emissiegetal van 56.7 dB voor de passage van 3 personenwagens aan 120 km/h - een emissiegetal van 56.3 dB voor de passage van 1 vrachtwagen aan 90 km/h De Nederlandse rekenmethode maakt dus – onder snelwegomstandigheden – 1 vrachtwagen akoestisch equivalent aan 3 personenwagens. Deze theoretische verhouding kan worden gecontroleerd voor de situatie in Wetteren door een lineaire regressie14 uit te voeren van de geluidsimmissie op de voertuigintensiteiten en snelheden. Uitgaande van de snelheidsafhankelijkheid van de verschillende categorieën zoals verondersteld in de rekenmethode en rekening houdend met een overdrachtsterm van 25 dB, is dit analoog aan het schatten van de coëfficiënten in de vergelijking (zie Bijlage 1): 14

Regressieanalyse is een statistische techniek voor het analyseren van gegevens waarin sprake is van een specifieke samenhang. Deze samenhang houdt in dat de waarde van een afhankelijke variabele in mindere of meerdere afhangt van een of meer onafhankelijke variabelen. Als deze samenhang lineair is, noemt men dit lineaire regressie. De vergelijking die het verband weergeeft, wordt de regressievergelijking genoemd. De verschillen tussen de waarnemingen en de op basis van de regressievergelijking voorspelde waarden, worden de residu‟s genoemd. De determinatiecoëfficiënt R² geeft aan welk percentage van de totale variatie in de afhankelijke variabele door het model wordt verklaard. (De “adjusted” R² is een licht aangepaste versie van de R², waarin ook rekening wordt gehouden met het aantal variabelen dat in het model wordt opgenomen.) In hoeverre de totale variatie door het model dan wel door de residu‟s wordt verklaard, kan worden getest met variantieanalyse (hiervoor wordt een F-test gebruikt). Ook de vraag of één welbepaalde variabele de responsvariabele al dan niet verklaart (rekening houdend met de andere variabelen), kan worden getest (t-test). Meer informatie over lineaire regressie kan bv. worden gevonden in het handboek „Statistiek en Wetenschap‟, Jan Beirlant, Goedele Dierckx en Mia Hubert, Acco, 2011.


28

LAeq

10

10



  v PW

0.96

QPW   vVW

0.19



QVW * 0.0031

L Aeq

Een lineaire regressie van de gemeten geluidsenergie 10 10 tijdens de jaren 2008 en 2009 0.96 0.19 t.o.v. de variabelen v PW QPW en vVW QVW (op een dataset zonder geluid- of windverstoorde uren) geeft dan de regressievergelijking15 LAeq

10

10

 5,00 * v PW

0.96

QPW  658,9 * vVW

0.19

QVW

met een adjusted R2 van 0.70. Dat betekent dat 70% van de waargenomen variatie in de geluidsenergie wordt verklaard door de variatie in de verklarende termen, zijnde de combinatie van intensiteit en snelheid voor elke voertuigcategorie. De observaties in Wetteren wijzen op een verhouding tussen de voertuigcategorieën van

 659 * 90 0.19   3.1 .  5 *120 0.96 Dit is in lijn met de veronderstelde verhouding tussen de verschillende voertuigcategorieën uit de Standaard Rekenmethode: een passage van 1 vrachtwagen aan 90 km/h kan inderdaad ongeveer gelijkgesteld worden aan 3 passages van personenwagens aan 120 km/h. In wat volgt gebruiken we de volgende voorspelling van de geluidsimmissie LAeq in functie van de voertuigintensiteiten en –snelheden:



prognose  10 * log 5 * v PW

0.96

QPW  659 * vVW

0.19

QVW



4.1.3. Prognose geluidsniveau per categorie Op basis van bovenstaande analyse kan, op basis van de gegevens over de verkeersintensiteit en snelheid, een prognose worden gemaakt van de geluidsniveaus veroorzaakt door de twee categorieën voertuigen. Het geluidsniveau veroorzaakt door de personenwagens lag volgens deze prognose in de periode 2008-2009 gemiddeld 3.9 dB hoger dan het geluidsniveau veroorzaakt door de vrachtwagens. Gemiddeld is het personenwagenverkeer dus de dominante geluidsbron op de E40 in Wetteren. Figuur 9 toont echter aan dat tijdens de nachten van weekdagen het geluid veroorzaakt door vrachtwagens dominant is t.o.v. dat van personenwagens.

15

Zowel de combinatie van de twee verklarende termen (F-test) als de bijdrage van elke parameter afzonderlijk (t-test) zijn daarbij (zoals uiteraard te verwachten was) significant (alle P-waardes < 0,0001). De standaardfout op de PW-parameter bedraagt 0,07, deze op de VW-parameter 21,1.


29

Figuur 9: Prognoses geluidsniveaus van personen- en vrachtwagens tijdens weekdagen

Uiteraard gelden deze vaststellingen enkel voor de specifieke situatie van de meetpost in Wetteren en kunnen hieraan geen algemene conclusies ten aanzien van de Vlaamse situatie worden gekoppeld. Op andere plaatsen kan, door een andere verkeerssamenstelling, de verhouding tussen de voertuigcategorieën uiteraard anders zijn.

4.1.4. Conclusie De verkeersgegevens verklaren 70% van de waargenomen variatie in geluidsenergie. verschil waarneming – prognose

gemiddelde 0.17 dB

standaarddeviatie 2.49 dB

minimum -7.20 dB

maximum 8.9 dB

De resterende afwijkingen tussen prognose en observatie worden veroorzaakt door de meteorologische omstandigheden. In de volgende paragraaf zullen we de impact van de meteorologische variabelen meer in detail behandelen.


30

4.2. Impact van de meteorologische variabelen op de prognosefout In de paragrafen hierna wordt de resulterende prognosefout voorgesteld in functie van de meteorologische variabelen.

4.2.1. Impact van de effectieve windsnelheid

Figuur 10: Impact effectieve windsnelheid op prognosefout

Het effect van de effectieve windsnelheid op de prognosefout is duidelijk positief. De spreiding in de prognosefout tussen de twee uiterste groepen bedraagt ongeveer 6 dB.

4.2.2. Impact van de temperatuur

Figuur 11: Impact temperatuur op prognosefout


31

Het effect van de temperatuur op de prognosefout is onduidelijk voor temperaturen onder de 7.5°. Voor de hogere temperaturen is het effect omgekeerd evenredig. Dit is in overeenstemming met de vaststellingen uit de Nederlandse onderzoeken (zie hoofdstuk 1). De spreiding in de prognosefout tussen de twee uiterste groepen bedraagt ongeveer 3.5 dB.

4.2.3. Impact van de temperatuursgradiënt

Figuur 12: Impact temperatuursgradiënt op prognosefout

Het effect van de temperatuursgradiënt op de prognosefout is lineair voor negatieve gradiënten maar onduidelijk voor positieve temperatuursgradiënten. De spreiding in de prognosefout tussen de twee uiterste groepen bedraagt ongeveer 3 dB.

4.2.4. Impact van verzadigdheid

Figuur 13: Impact verzadigdheid op prognosefout

Het effect van de verzadigdheid op de prognosefout is duidelijk. Al vanaf een lage verzadigdheid is er al een effect van 2 dB, dat toeneemt tot ongeveer 3 dB. Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid – update 2012 Dep. LNE, Vlaamse overheid –versie 1b, april 2012

32

Hierbij valt nog op te merken dat het al dan niet verzadigd zijn van het wegdek (dus de gewogen som van de neerslag tijdens de voorbije 10 uren) een grotere impact heeft op de prognosefout dan de neerslag die op het moment zelf valt. Uren die zelf droog waren, maar waarin er tijdens de voorgaande uren neerslag viel, vertonen gemiddeld een prognosefout van 1.7 dB. Uren waarop er zelf neerslag viel, maar waarbij tijdens de voorgaande uren geen neerslag viel, geven daarentegen een gemiddelde prognosefout van slechts 0.8 dB.


33

4.3. Model voor de impact van de meteorologische variabelen 4.3.1. Regressiemodel De vorige grafieken geven een indicatie van de manier waarop de prognosefout afhangt van de meteorologische variabelen. Om deze impact preciezer te kwantificeren, werd een multivariate regressie uitgevoerd (voor de jaren 2008 en 2009) van de prognosefout op de variabelen effectieve windsnelheid, temperatuur, temperatuursgradiënt en verzadigdheid16. Een eenvoudige lineaire regressie stelt daarbij problemen omdat temperatuur en verzadigdheid geen lineair effect hebben op de prognosefout (zie 4.2). Daarom worden (naast de effectieve windsnelheid en de temperatuursgradiënt) de volgende twee transformaties gebruikt als verklarende variabelen: -

een transformatie van de temperatuur T gedefinieerd als o 7.5° o T

-

als T< 7.5°C als T >= 7.5°C.

een dummy voor de verzadigdheid V gedefinieerd als o 0 als V < 0.5 (geen significante verzadigdheid) o 1 als V >= 0.5 en V<1.5 (matige verzadigdheid) o 2 als V >= 1.5 (sterke verzadigdheid)

Het regressiemodel voor de prognosefout (van de niet-geluidsverstoorde metingen) op de meteorologische variabelen heeft een adjusted R² = 0.66. Dat betekent dat 66% van de waargenomen variatie in de prognosefout (het gedeelte van de waargenomen geluidsniveaus dat nog niet werd verklaard door verkeersgegevens, die zelf al 70% van de variatie in de geluidsenergie verklaarde) kan worden verklaard door de variatie in de meteorologische variabelen effectieve windsnelheid, temperatuur, gradiënt en verzadigdheid. Het samengestelde model (voorspelling geluidsenergie op basis van verkeersvariabelen, met aanvullend model voor de prognosefout o.b.v. meteovariabelen) geeft nog de volgende verschillen met de werkelijke observaties: verschil waarneming – meteo-gecorrigeerde prognose

gemiddelde 0.0

standaarddeviatie 1.5

minimum -8.0

maximum 7.4

De resterende standaarddeviatie is dus bijna gehalveerd t.o.v. de niet meteo-gecorrigeerde prognose. 16

Statistisch gezien zou men ook de geluidsenergie in één regressiemodel kunnen laten afhangen van de verkeersvariabelen uit 4.1 en de meteovariabelen uit 4.3 samen. Men zou dan wel een transformatie op de meteovariabelen moeten definiëren, omdat uit de literatuur duidelijk is dat de meteo eerder het geluidsniveau lineair bepalen en niet de geluidsenergie (die een exponentiële functie is van het geluidsniveau). De gebruikte benadering, waarbij eerst de geluidsenergie wordt verklaard door de verkeersvariabelen en pas nadien de afwijkingen van de prognose door een model voor de meteo-impact, lijkt intuïtief beter aan te sluiten bij de manier waarop geluid wordt geproduceerd en overgedragen. Daarnaast is de invloed van verkeersvariabelen enerzijds en meteovariabelen anderzijds niet gecorreleerd.


34

De resterende prognosefouten vertonen bovendien geen tendens meer t.o.v. de meteorologische omstandigheden. Dat betekent dat er geen systematische over- of onderschattingen als gevolg van de meteorologische omstandigheden meer voorkomen. De resterende prognosefouten vertonen nog wel een correlatie met het uur van de dag (zie Figuur 14). ‟s Nachts is er een onderschatting van de werkelijke geluidsniveaus met maximaal 1 dB(A). Overdag is er een overschatting van de werkelijke geluidsniveaus met maximaal 1 dB(A), vooral tijdens de ochtendspits.

Figuur 14: Resterende prognosefout i.f.v. uur van de dag

Vergelijking van de resterende prognosefouten met de gemiddelde snelheden van de personenwagens suggereren dat deze beperkte overblijvende afwijkingen te maken kunnen hebben met de andere snelheden tussen dagen en nachten (overdag is de gemiddelde snelheid lager dan ‟s nachts wegens congestie) (Figuur 15).

Figuur 15: Resterende prognosefout i.f.v. snelheid


35

In het regressiemodel wordt de snelheid van de personenwagens al in rekening gebracht (zie §4.1.2). Er kunnen twee verklaringen worden gegeven voor de overblijvende impact van snelheid op de prognosefout: -

De resterende fout kan het gevolg zijn van het werken met gemiddeldes. De snelheid is in de dataset bepaald als het gemiddelde van de snelheden over de verschillende rijbanen in de richting Brussel en in de richting Oostende, over één uur. In werkelijk varieert deze snelheid o tussen de rijrichtingen onderling: in de ochtendspits lagere snelheden richting Brussel, in de avondspits andersom, o tussen de baanvakken onderling, o tijdens het beschouwde uur zelf, zeker bij het begin en einde van de files. Door de niet-lineaire manier waarop de snelheid de geluidsemissie beïnvloedt, kan de vereenvoudiging tot één gemiddelde snelheid per uur over de volledige rijweg een voorspellingsfout veroorzaken. Het is aannemelijk dat dit gebeurt op momenten waarop de gemiddelde snelheid (in 1 rijrichting) lager is dan wat toegelaten is, zoals tijdens de ochtendspits, aangezien de verschillen tussen de rijrichtingen dan het grootst zijn en het uitmiddelen een relatief grote vereenvoudiging betekent.

-

In de simulatie werd uitgegaan van een ZOA-verharding, met een relatief lage snelheidsafhankelijkheid t.o.v. de referentieverharding. Verder zal worden vastgesteld dat in 2009 de absorberende werking van de verharding sterk gedaald is. Vooral bij hoge snelheden kan de prognose het werkelijke geluidsniveau daardoor onderschatten.

4.3.2. Kwantificatie van de impact van de meteo-omstandigheden op metingen De regressievergelijking17 uit het bovenstaande model luidde: Prognosefout =

2.07 + 1.42*effectieve windsnelheid - 0.19*getransformeerde temperatuur + 0.20*temperatuursgradiënt -1.08*dummy verzadigdheid

Een toename van de effectieve windsnelheid met 1 m/s geeft volgens deze vergelijking een verhoging van het geluidsniveau met ongeveer 1.4 dB. In Wetteren variëren de effectieve windsnelheden typisch tussen de 0 en de 3 m/s (gezien de noordoostelijke ligging van de meetpost t.o.v. de bron is de effectieve windsnelheid meestal positief). Dit induceert dus al een variatie van meer dan 4 dB op de geregistreerde geluidsniveaus.

17

Opnieuw is zowel de bijdrage van het model aan de totale variatie als de impact op de responsvariabele van elke verklarende variabelen afzonderlijk statistisch significant op niveau 0.05 (alle P-waardes < 0,0001).


36

Aangezien wind enkel de overdracht beïnvloedt, is de grootte van het windeffect afhankelijk van de afstand tot de bron. Bij het interpreteren van de resultaten van metingen op afstanden zoals deze in Wetteren (grootteorde 100 meter van de rijbaan) is kennis van de windrichting en –snelheid in ieder geval onmisbaar. Bij kortetermijnmetingen verdient het alleszins de voorkeur om zo dicht mogelijk tegen de bron te meten (liefst op minder dan enkele tientallen meter van de bron) om onzekerheid op het resultaat als gevolg van de wind te vermijden. Een tweede relatief belangrijke factor is de temperatuur. Volgens de vergelijking geeft een verschil in temperatuur van 10°C een verlaging van het geluidsniveau met ongeveer 1.9 dB geeft, tenminste als de temperatuur hoger is dan 7.5°C. Deze waarde ligt iets hoger dan wat in de literatuur wordt gevonden (0.5 tot 1.5 dB per 10°C). In elk geval zullen de resultaten van metingen in de winter enkele dB hoger liggen dan de resultaten van metingen in de zomer. Het seizoen waarin metingen worden uitgevoerd is dan ook een niet te verwaarlozen factor bij het interpreteren van de resultaten (zelfs bij metingen van verschillende dagen). Aangezien de absolute temperatuur de emissie (rolgeluid) beïnvloedt, speelt de afstand tot de bron hierbij geen rol. Toch wordt hier in de praktijk van de kortetermijnmetingen niet altijd aandacht aan besteed. Een matige verzadigdheid van het wegdek geeft een verhoging van het geluidsniveau met meer dan 1 dB, een sterke verzadigdheid met meer dan 2 dB. Dit is in lijn met de resultaten van de Nederlandse studies. Ook dit is een niet te verwaarlozen effect, tenminste voor wegen met een (relatief oude) ZOA-verharding (zie §1.1). In de praktijk worden metingen doorgaans niet uitgevoerd als het regent. De analyse suggereert echter dat niet zozeer de neerslag tijdens het uur zelf, maar eerder de neerslag tijdens de voorgaande periode (verzadigdheid) het effect bepaalt. Een toename van de temperatuursgradiënt met 1°C per 100 m geeft een verhoging van het geluidsniveau met ongeveer 0.2 dB. Dit is een relatief klein effect in vergelijking met de andere effecten. Bij de interpretatie van metingen op afstanden in de grootteorde van 100 meter van de rijbaan is kennis van de temperatuursgradiënt dus geen prioriteit. Bovendien varieert een temperatuursgradiënt op een eerder kleine tijdsbasis (temperatuursopbouw varieert onder meer in functie van de zoninstraling op de bodem), zodat het effect in een middellange meting (bv. een meting van enkele dagen) voor een deel verder uitgemiddeld zal worden.


37

5. Evolutie geluidsimmissie gecorrigeerd voor meteorologische omstandigheden Voor de nauwkeurige analyse van de evolutie van de geluidsniveaus tijdens de periode 20012010 werden de geluidsniveaus gecorrigeerd voor de impact van de meteorologische omstandigheden, volgens de procedure uit het voorgaande hoofdstuk18.

5.1. Evolutie gecorrigeerde jaargemiddelde geluidsniveaus 5.1.1. Evolutie Lden Figuur 16 en Figuur 17 vergelijken de evolutie van de ongecorrigeerde en de gecorrigeerde Lden-niveaus tijdens de periode 2001-2010 (incl. mogelijk verstoorde uren). Op de eerste figuur wordt het jaargemiddelde van de gecorrigeerde uurniveaus uitgezet. Merk op dat deze niveaus steeds beduidend lager liggen dan de niet gecorrigeerde niveaus. Dit komt doordat, zelfs in jaren met relatief gezien veel tegenwind (zie Figuur 7), de overheersende windrichting steeds meewind (zuidwestelijk) was. De meteocorrectie gaat deze uren naar corrigeren naar een hypothetische situatie zonder wind. Absoluut gezien hebben de gecorrigeerde uren dan ook niet zo veel betekenis meer: het gaat enkel om de tendens (relatieve verschillen tussen jaren).

Figuur 16: Evolutie van geregistreerde en voor meteo gecorrigeerde geluidsniveaus 18

De meteocorrectie werd dus bepaald op basis van een analyse van de impact tijdens 2008-2009, omdat enkel vanaf die periode voldoende gedetailleerde verkeersgegevens beschikbaar waren (zie §2.3). Het is mogelijk dat tijdens de periode 2001-2010 de meteocorrectie zelf is gewijzigd. De meteocorrectie hangt immers af van de verhouding tussen rolgeluid en motorgeluid (temperatuurseffect enkel relevant voor rolgeluid) en van de porositeit van het wegdek (effect van verzadiging is afhankelijk van afwatering). Beide parameters kunnen in de periode 2001-2010 gewijzigd zijn als gevolg van de veroudering van de poreuze wegverharding.


38

Op Figuur 17 worden de niveaus daarom relatief uitgedrukt als het verschil t.o.v. het niveau in het jaar 2003.

Figuur 17: Evolutie van geregistreerde en voor meteo gecorrigeerde geluidsniveaus, t.o.v. 2003

De meteo-gecorrigeerde toename in de Lden-niveaus is veel rechtlijniger dan deze in de ongecorrigeerde niveaus. Onder meer de suggestie uit hoofdstuk 3, namelijk dat het minimum in de Lden-niveaus in 2003 (terwijl de ZOA-wegverharding al een jaar eerder klaar was) mogelijk werd veroorzaakt door het feit dat in 2003 alle meteofactoren ten nadele van de geluidsemissie en -overdracht werkten, wordt hier bevestigd: na meteo-correctie verschuift het minimum naar 2002. Ook de suggestie dat de stagnatie in 2010 minstens gedeeltelijk te maken had met de lage effectieve windsnelheid dat jaar, wordt bevestigd: na toepassing van de meteocorrectie zet de stijgende lijn zich duidelijk verder. De gecorrigeerde Lden-niveaus namen tijdens de periode 2002-2010 elk jaar met iets minder dan 0.5 dB toe. In totaal gaf dat een stijging van ongeveer 3.5 dB op 8 jaar tijd.

5.1.2. Impact van de evolutie in de verkeersintensiteit De hierboven waargenomen evolutie kan gedeeltelijk worden toegeschreven aan evoluties in de verkeersintensiteit. Figuur 18 vergelijkt de evolutie in de verkeersintensiteit met de meteo-gecorrigeerde geluidsniveaus. De verkeersintensiteit werd hierbij logaritmisch uitgedrukt en gewogen volgens het principe van de Lden-weging. Het verschil in de verkeersintensiteit in 2010 t.o.v. 2002 bedraagt minder dan 0.2 dB. De verkeerstoename is dus onvoldoende om de vastgestelde stijging in het geluidsniveau te Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid – update 2012 Dep. LNE, Vlaamse overheid –versie 1b, april 2012

39

verklaren. Een toename van meer dan 3 dB blijft onverklaard en is dus wellicht te wijten aan de veroudering van de wegverharding. Dit effect kan nog groter zijn als rekening wordt gehouden met andere mogelijke tendensen die het emissieniveau tijdens de periode kunnen hebben beïnvloed, zoals de dalende emissie per individueel voertuig en de daling van de gemiddelde snelheid (zie §5.2). In §6.1 wordt dieper ingegaan op de effecten van de aanleg van de poreuze wegverharding.

Figuur 18: Vergelijking van gecorrigeerde geluidsniveaus en verkeersintensiteit

5.1.3. Evoluties in het etmaalpatroon van de geluidsbelasting In hoofdstuk 3 werd al aangetoond dat de (ongecorrigeerde) avondlijke en vooral nachtelijke geluidsniveaus de Lden bepaalden. De geregistreerde verschillen tussen Lday en Levening (2 dB) en tussen Lday en Lnight (ongeveer 5 dB) waren immers kleiner dan de straffactoren (5 dB resp. 10 dB) die moeten worden opgeteld in de berekening van Lden. Figuur 19 maakt duidelijk dat deze vaststelling ook stand houdt na toepassing van de meteocorrectie. Bovendien blijkt uit deze grafiek dat het verschil tussen dag, avond en nacht steeds kleiner is geworden. Als we 2001 buiten beschouwing laten (mogelijke impact van wegenwerken), dan is het verschil tussen de gemiddelde geluidsbelasting tijdens de dag en tijdens de nacht over de periode 2002-2010 met ongeveer 0.7 dB afgenomen. Deze evolutie is belangrijk omdat de nacht extra kwetsbaar is voor geluidsverstoring. De laatste jaren stagneert deze tendens, wellicht als gevolg van het dalende vrachtverkeer sinds de economische crisis.


40

Figuur 19: Verschil tussen Lday en Levening en Lday en Lnight, na meteocorrectie


41

5.2. Evolutie statistische niveaus De geluidmeetpost in Wetteren logt elke seconde het LAeq,1s-geluidsniveau. Door deze secondewaarden energetisch te middelen (i.e. de geluidsenergie optellen en delen door het aantal beschouwde seconden) werd daar het energetisch equivalent LAeq,1u-niveau uit afgeleid dat de basis was van de eerdere berekeningen. De meetpost levert echter elk uur ook een aantal statistische niveaus LAN. Het statistische LAN-niveau is het niveau dat gedurende N % van het uur overschreden werd. De meetpost levert deze waarde voor N = 0,1, 1, 5, 10, 50, 75, 90, 95, 99, 99,9, m.a.w. het niveau dat tijdens het beschouwde uur gedurende 3.6 seconden, 36 seconden, 3 minuten etc. werd overschreden. De LAN-niveaus met een lage N geven dus een aanduiding van de optredende piekniveaus, terwijl deze met een hoge N een indicatie geven van het achtergrondniveau. Het bestuderen van de verhoudingen tussen de verschillende statistische niveaus kan daarom nuttige informatie leveren over hoe het “geluidsklimaat” eruit ziet. Deze informatie zou verloren gaan wanneer enkel met de energetisch gemiddelde LAeq-niveaus rekening zou worden gehouden. Op enige afstand van een drukke snelweg zal het geluidsniveau eerder monotoon zijn (permanent achtergrondniveau zonder duidelijke individuele passages), terwijl vlak naast een minder drukke lokale weg het geluidsklimaat duidelijk zal zijn opgebouwd uit afzonderlijke passages. Het energetisch equivalente LAeq-niveau kan in beide situaties even hoog liggen, terwijl het geluidsklimaat er anders uitziet. In de statistische opbouw kunnen de twee situaties wel worden onderscheiden. In de eerste situatie zal het LA05-niveau immers relatief laag zijn en het LA95-niveau relatief hoog. De LA05 en LA95 zullen dus relatief weinig van elkaar verschillen. In de tweede situatie zal het verschil tussen het LA05-niveau (bepaald door de individuele passages) en het LA95-niveau (bepaald door de rustperiodes tussen de individuele passages) veel groter zijn. Figuur 20 stelt de evolutie voor van de verschillende statistische niveaus over de periode 1992-2011. Deze niveaus werden niet gecorrigeerd voor de meteo-omstandigheden. De meteocorrectie werd immers afgeleid op basis van een analyse van de impact van de meteofactoren op de equivalente LAeq-niveaus. Het is niet duidelijk of de impact van meteofactoren op de statistische niveaus vergelijkbaar is met hun impact op het equivalente niveau. De evolutie van de statistische niveaus volgt globaal de algemene evolutie van de Ldenniveaus (zie hoger): - vóór 2000 schommelen de niveaus, minstens gedeeltelijk als gevolg van de mindere kwaliteit van de dataset; - na 2000 dalen de niveaus eerst, wellicht als gevolg van de aanleg van de poreuze wegverharding; - daarna beginnen ze opnieuw te stijgen, onder meer omwille van de veroudering van de wegverharding.


42

Figuur 20: Evolutie statistische niveaus

Figuur 21 laat meer in detail zien hoe de statistische opbouw zelf is geëvolueerd over de periode 1992-2011. Hiervoor werden de statistische niveaus voor elk jaar uitgedrukt relatief t.o.v. het gemiddelde achtergrondniveau LA95 van dat jaar. De grafiek maakt duidelijk dat de statistische opbouw over de volledige periode veel “nauwer” is geworden: de statistische niveaus zijn over de periode steeds dichter bij elkaar komen te liggen. Vóór 2000 lagen de piekniveaus bv. nog meer dan 10 dB boven het LA95, momenteel is dat nog minder dan 8 dB. Deze tendens naar een compacter geluidsklimaat zet zich, voor alle statistische niveaus, door over bijna de volledige periode, met uitzondering van een afwijking19 in 2000-2001. De laatste jaren lijkt de trend wel wat te stagneren: tussen 2007 en 2010 is de statistische opbouw nagenoeg dezelfde gebleven. Of de stagnatie zich uiteindelijk verder zet, zal de volgende jaren moeten blijken.

19

Mogelijk werden de metingen tijdens deze twee jaren verstoord door de wegwerkzaamheden, waarvan de geluidsemissie wellicht een ander statistisch patroon vertoont.


43

Figuur 21: Evolutie statistische niveaus t.o.v. LA95

Het geluidsklimaat is dus gelijkmatiger geworden: de verschillen tussen de lawaaierige en de stille periodes verkleinen. Deze vaststelling is te verklaren door de hypothese dat er zich twee conflicterende tendensen hebben voorgedaan, namelijk een evolutie in de richting van méér maar stillere bronnen. Het drukker wordende verkeer zorgt ervoor dat het achtergrondniveau doorlopend hoog is. Tegelijkertijd worden de individuele voertuigen minder lawaaierig als gevolg van Europese geluidsemissienormen20. Deze emissienormen zorgen er immers voor dat de lawaaierigste voertuigen uit het wagenpark verdwijnen. Hierdoor zal de stijging van de verkeersintensiteit zich minder doorzetten in de piekniveaus en in het LAeq-niveau dan in de achtergrondniveaus. Ook een daling van de rijsnelheid, als gevolg van de toenemende verkeersdrukte, kan een deel van de verklaring voor de waargenomen tendens vormen. Wagens die trager rijden zijn immers ook stiller. De aanduiding “(meer maar) stillere bronnen” wijst dan zowel op het stiller worden van de bronnen als gevolg van de emissienormering als op het stiller worden van de bronnen als gevolg van de daling van hun rijsnelheid21. In §5.1.2 werd al vastgesteld dat het verschil tussen dag, avond en nacht kleiner geworden is als gevolg van verkeer dat uitwijkt naar de voorheen rustiger uren. Figuur 22 bevestigt dat de tendens naar een compacter geluidsklimaat inderdaad meer uitgesproken is tijdens de nacht dan overdag. De spreiding tussen de verschillende statistische niveaus is uiteraard nog steeds 20

Richtlijn 70/157/EEG voor motorgeluid en richtlijn 2001/43/EG voor bandengeluid. Deze emissienormen hebben er toe geleid dat de luidste voertuigen en banden uit het wagenpark werden geweerd. 21 Ook kan niet worden uitgesloten dat de wijziging van de wegverharding de verhouding in de statistische niveaus heeft beïnvloed. Het is immers waarschijnlijk dat de optredende pieken vooral veroorzaakt worden door de passages van vrachtwagens, waarvoor het motorgeluid mogelijk nog een relevante bijdrage aan de geluidsemissie levert. Omdat de poreuze wegverharding een groter reducerend effect heeft op het rolgeluid van wagens dan op het motorgeluid van vrachtwagens, is het in principe mogelijk dat de wegverharding de statistische opbouw verstoort. Daartegenover staat wel dat de tendens ook in de equivalente en LA50-niveaus zichtbaar is; deze worden veel minder bepaald door het vrachtverkeer.


44

groter tijdens de nacht dan overdag – het is ‟s nachts rustiger dan overdag - maar de spreiding tijdens de nacht neemt sneller af dan overdag. Wel situeert ook de stagnatie sinds 2007 zich vooral tijdens de nachtperiode, met zelfs enkele jaren een licht opgaande trend (minder compact geluidsklimaat). Zoals hoger aangegeven daalt sinds de crisis de verkeersintensiteit immers vooral tijdens de nacht (vrachtverkeer).

Figuur 22: Evolutie statistische niveaus t.o.v. LA95, opgesplitst per periode

In Vlaanderen is naast de LAeq de LA95 de meest gebruikte geluidsmaat, die onder andere in VLAREM wordt gebruikt als maat voor de milieukwaliteitsnormen voor geluid in open lucht. Uit de bovenstaande grafiek is af te leiden dat het gemiddelde verschil tussen beide op de locatie in Wetteren (op 100 meter van een drukke snelweg) tegenwoordig overdag 2 à 3 dB bedraagt en ‟s nachts 6 à 7 dB.


45

6. Enkele aspecten meer in detail bekeken 6.1. Effect van de aanleg van Zeer Open Asfalt 6.1.1. In Nederland en Vlaanderen gebruikte inschattingen Tot 1999 was de wegverharding ter hoogte van de meetpost asfaltbeton-type 2 (AB 2C). Tijdens de periode 1999-2001 werd de wegverharding in beide richtingen vervangen door Zeer Open Asfaltbeton van het B-type (ZOA – B). Deze wegverharding is poreus en reduceert daardoor de geluidsemissie (zie hoofdstuk 1). Het effect van de wegverharding op de geluidsemissie is opgenomen in de Nederlandse rekenmethode volgens een systeem met wegdekcorrectietermen, die uitdrukken wat het verschil is in geluidsemissie t.o.v. dat van de referentieverharding (DAB of SMA-C). In Nederland wordt het effect van ZOA ingeschat op -4.0 dB voor personenwagens aan 120 km/h en -4.6 dB voor vrachtwagens aan 90 km/h. Deze correctietermen zijn opgemeten op pas aangelegde wegverhardingen. In Vlaanderen wordt het effect van ZOA ingeschat op -1.5 dB voor personenwagens aan 120 km/h. Deze factor werd bepaald op basis van SPB-metingen in het kader van de opmaak van de geluidskaarten voor belangrijke wegen. Hierbij werd de emissie (enkel voor personenwagens) opgemeten op bestaande wegverhardingen van een bepaalde ouderdom. Uit de metingen bleek dat de ZOA-verhardingen weliswaar een snelheidsafhankelijkheid hebben die vergelijkbaar is met de afhankelijkheid vooropgesteld door de Nederlandse methode (d.w.z. een minder sterke toename van de geluidsemissie met toenemende snelheid t.o.v. DAB), maar dat de emissie gemiddeld 2.5 dB hoger was dan verwacht op basis van de Nederlandse schatting. De Nederlandse schatting werd daarom met 2.5 dB verhoogd, wat leidde tot de hoger genoemde waarde. De afwijking tussen de Nederlandse en de Vlaamse wegdekcorrectiefactoren wordt veroorzaakt door de verschillen in ouderdom van de wegverhardingen waarop de opmetingen gebeurden (nieuwe wegvakken in Nederland, bestaande wegvakken in Vlaanderen). Zoals beschreven in hoofdstuk 1 worden de holten in het asfalt na verloop van tijd gedeeltelijk verstopt door vervuiling, waardoor de porositeit en de geluidsreducerende werking afneemt 22. Bij eerder onderzoek op een nieuw aangelegde ZOA-verharding op de E40 in Sterrebeek stelde men bv. vast dat het pas aangelegde rijvak in de ene rijrichting 2 dB minder lawaaierig was dan het wegvak in de andere rijrichting, dat enkele jaren eerder was aangelegd. Het effect van de wegverharding die vóór de aanleg van het ZOA- aanwezig was, namelijk AB-2C, wordt in Vlaanderen ingeschat op +1.8 dB t.o.v. de referentieverharding (voor personenwagens aan 120 km/h).

22

Een secundair effect is dat regenwater langer blijft staan wanneer de poriën verstopt zijn, waardoor het effect van verzadigdheid op een verouderde ZOA groter is dan op een pas aangelegde ZOA (zie §1.1.2. en §4.2).


46

Aangezien in Vlaanderen enkel voor personenwagens wegdekcorrectietermen werden bepaald, en de personenwagens dominant zijn in de geluidemissie in Wetteren, gebruiken we in wat volgt de wegdekcorrectietermen voor personenwagens als de globale correctietermen.

6.1.2. Vergelijking van de inschattingen met het werkelijk effect Ter hoogte van de meetpost werd de ZOA-verharding in de rijrichting Brussel aangelegd in 1999, in de richting Oostende in 2001. De precieze impact van de aanleg van het ZOA is niet eenvoudig te bepalen gezien -

de lage betrouwbaarheid van de geluidsmetingen vóór, tijdens en net na de aanleg van het ZOA (zie §2.2);

-

de mogelijke verstoring als gevolg van fluctuaties in de meteo-omstandigheden

-

de mogelijke verschuivingen in de verkeersintensiteit.

De volgens de rekenmethode verwachte geluidsniveaus worden daarom gereconstrueerd op basis van volgende aannames: -

er wordt vanuit gegaan dat het geluidsniveau evenredig stijgt met het logaritme van de verkeersintensiteit en dat het effect van de meteofactoren beperkt blijft

-

als referentie voor het Lden-geluidsniveau vóór de aanleg van het ZOA (1999) wordt 71 dB genomen, omdat het verwachte geluidsniveau vóór 1999 dan relatief goed aansluit met de meetgegevens (zie figuren hieronder)

-

het verwachte effect van de aanleg van het ZOA in 1999 en 2001 wordt begroot op basis van de hoger genoemde inschattingen; dit betekent dat het effect van ZOA t.o.v. AB-2C o volgens de Nederlandse inschatting 5.8 dB bedraagt (van +1.8 naar -4.0 dB) o volgens de Vlaamse inschatting 3.3 dB bedraagt (van +1.8 naar -1.5 dB)

De eerste twee aannames zijn onzeker: met de eerste aanname wordt het eventueel stiller worden van de individuele voertuigen genegeerd, bij de tweede aanname is de keuze voor een referentieniveau enigszins arbitrair gezien de sterke schommelingen in de geluidsniveaus vóór 1999. Het gebruik van andere aannames zou de conclusies hieronder kunnen beïnvloeden. De mate waarin de aldus gereconstrueerde schattingen overeenkomen met de werkelijke meetresultaten, wordt getoond op de figuren op de volgende bladzijden: -

Uit Figuur 23 blijkt duidelijk dat de Nederlandse inschatting (bepaald op pas aangelegde verhardingen) te optimistisch is: aanvankelijk ligt de schatting nog in de buurt van de vastgestelde reductie, maar het lawaaieriger worden van de verharding zorgt na enkele jaren voor een groot verschil tussen de gereconstrueerde waarde (waarin de reductie als gevolg van de wegverharding immers constant wordt gehouden) en het werkelijk gemeten geluidsniveau.


47

-

Ook in de Vlaamse inschatting wordt uitgegaan van een constante reductie, maar deze werd wel afgeleid uit metingen op wegverhardingen van verschillende ouderdom. Op Figuur 24 ziet men dat de Vlaamse wegdekcorrectieterm inderdaad goed overeenkomt met de werkelijke reductie op een verharding van gemiddelde ouderdom (de curves snijden elkaar eind 2005, d.w.z. ongeveer 5 jaar na aanleg van het ZOA).

Deze analyse bevestigt dus, binnen de gestelde beperkingen, de aanname die gebruikt werd voor de opmaak van de geluidskaarten, namelijk dat de reductie op een ZOA van gemiddelde ouderdom ongeveer 1.5 dB bedraagt (t.o.v. de referentieverharding).

Figuur 23: Effect van ZOA volgens rekenvoorschrift, met Nederlandse wegdekcorrectiefactoren

Figuur 24: Effect van ZOA volgens rekenvoorschrift, met Vlaamse wegdekcorrectiefactoren


48

6.1.3. Nauwkeuriger bepaling van het werkelijke effect Hoger werd vastgesteld dat de Vlaamse inschatting (-1.5 dB t.o.v. referentieverharding) goed overeenkomt met de werkelijke reductie wanneer de wegverharding een gemiddelde ouderdom heeft bereikt. Figuur 24 maakt echter ook duidelijk dat het werkelijke effect wel afwijkt van deze term op pas aangelegde en op oude verhardingen, omdat de geluidsreducerende werking in de praktijk afhangt van de leeftijd van de verharding. Werken met één correctieterm voor een bepaald type verharding, die dan representatief is voor verhardingen met een gemiddelde ouderdom, is verdedigbaar binnen de opmaak van de geluidskaarten voor 2002/49/EG, aangezien die eerder een strategisch nut hebben. Voor detailstudies kan een meer precieze benadering van het werkelijke effect echter wel nuttig zijn. Zo een meer precieze benadering moet dan uitgaan van een leeftijdsafhankelijke wegdekcorrectieterm. Figuur 25 laat zien dat met de veronderstellingen - een pas aangelegde ZOA heeft een reductie van 3.5 dB t.o.v. de referentieverharding (d.w.z. 5.3 dB t.o.v. AB-2C) - deze reductie neemt af met ongeveer 0.4 dB per jaar er een goede overeenkomst is (onder de hoger gestelde aannames) tussen de gereconstrueerde en de gemeten niveaus. Een meer precieze, leeftijdsafhankelijke correctieterm voor ZOA zou dus zijn: “-3.5 dB + 0.4t”, waarin t staat voor de ouderdom van de verharding in jaren.

Figuur 25: Realistische benadering van het effect van ZOA, rekening houdend met leeftijdseffect

Volgens deze correctieterm zou het effect van ZOA t.o.v. de referentieverharding na ongeveer 9 jaar gelijk zijn aan 0 dB. Aangezien de verharding tussen 1999 en 2001 werd aangelegd, is dat punt ondertussen overschreden. De vraag is dan of de toename van de geluidsemissie zich Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid – update 2012 Dep. LNE, Vlaamse overheid –versie 1b, april 2012

49

nog zal voortzetten. Op het eerste zicht lijkt dat inderdaad het geval te zijn. In 2011 is de ZOA-verharding in werkelijkheid wellicht luider dan de referentieverharding.

6.1.4. Conclusies De Vlaamse inschatting voor het effect van ZOA (-1.5 dB t.o.v. de referentieverharding) komt goed overeen met de werkelijke reductie op een wegverharding van een bepaalde ouderdom (i.c. ongeveer 5 jaar oud). Een meer precieze analyse suggereert een effect vlak na aanleg van ongeveer 3.5 dB, dat daarna afneemt met ongeveer 0.4 dB per jaar. Na een tiental jaar is het effect van ZOA t.o.v. de referentieverharding (SMA-C) dan ook volledig uitgewerkt, ook op autosnelwegen.


50

6.2. Effecten van snelheidsbeperkingen 6.2.1. Effect volgens rekenmethode Aangezien de geluidsemissie afneemt als de snelheid lager ligt, kan een snelheidsbeperking een maatregel zijn tegen geluidsoverlast. Theoretisch verwacht men een daling van de geluidsemissie van personenwagens met 1.5 dB bij een daling van de rijsnelheid van 120 km/h naar 100 km/h23. Doordat de impact van het vrachtverkeer echter ongewijzigd blijft, zal de impact op het totale geluidsniveau nog maar rond de 1 dB bedragen in situaties met een aandeel vrachtwagens zoals in Wetteren (12%, zie §2.3). Tijdens de spitsuren, wanneer de werkelijke rijsnelheid door congestie ook zonder bijkomende snelheidsbeperking al lager is dan 120 km/h, kan dat effect nog kleiner zijn.

6.2.2. Vastgesteld effect De rijsnelheid in Wetteren daalt gevoelig tijdens de zogenaamde “smogalarmen”, een snelheidsbeperking tot 90 km/h op sommige delen van het autosnelwegennet tijdens periodes met hoge luchtverontreiniging. Hoewel de snelheidsbeperking op de E40 in principe slechts geldt van Brussel tot Erpe-Mere en van de afrit Wetteren tot Gent (d.w.z. enkele honderden meters voorbij de meetpost), is het effect op de gemiddelde rijsnelheid ook duidelijk ter hoogte van de telposten net voor deze afrit. De gemiddelde rijsnelheid van personenwagens in Wetteren bedraagt tijdens smogalarmen typisch 95 à 105 km/h. Figuur 26 toont de evolutie van de LAeq,1h-niveaus in de maand rondom twee smogalarmen, namelijk dat van 30/12/2008 (06:00) tot 03/01/2009 (06:00) en dat van 09/01/2009 (06:00) tot 12/01/2009 (06:00). Het effect van de snelheidsverlaging kan niet rechtstreeks in de LAeqniveaus worden geïdentificeerd. Daarvoor is het veronderstelde effect van de snelheidsverlaging (rond 1 dB) te klein in vergelijking met de fluctuaties in de verkeersintensiteit en in de meteorologische omstandigheden24.

23

De cijfers gelden voor wegen met de referentieverharding; voor een wegverharding met een platte snelheidsafhankelijkheid zoals ZOA (zie deel 1) mag het effect iets kleiner worden verondersteld. Aangezien het akoestisch effect van het ZOA in 2009 echter lijkt te zijn uitgewerkt (zie §6.1), negeren we deze verschillende snelheidsafhankelijkheid in wat volgt. 24 De impact van de meteorologische omstandigheden kan extra vertekenend werken omdat smogperiodes zelf gecorreleerd zijn aan bepaalde weersomstandigheden (temperatuursinversies, lage windsnelheden).


51

Figuur 26: Evolutie LAeq tijdens smogalarm

Om een nauwkeurig beeld te krijgen van het effect van de verlaagde snelheid is het dan ook noodzakelijk om te corrigeren voor de verkeersvariabelen en voor de meteorologische factoren. Daartoe werden op de LAeq-niveaus de verkeers- en meteocorrecties toegepast zoals afgeleid in hoofdstuk 4, waarbij de snelheid van de personenwagens constant op 120 km/h werd verondersteld. Figuur 27 toont de afwijking tussen de op die manier gecorrigeerde prognose en het werkelijk geluidsniveau, vergeleken met de snelheid. Aangezien de snelheid constant op 120 km/h werd verondersteld, zal de prognose het werkelijke geluidsniveau overschatten als de snelheid in werkelijkheid lager ligt.


52

Figuur 27: Evolutie prognosefout (prognose zonder snelheid) tijdens smogalarm

Vooral tijdens het eerste smogalarm is een opvallende, negatieve prognosefout zichtbaar (de schaal werd zo gekozen dat een verschil van 20 km/h overeenkomt met 1 dB, zoals theoretisch verondersteld). De prognosefout lijkt tijdens het eerste smogalarm gemiddeld ongeveer 1 à 2 dB lager te liggen dan op de dagen zonder smogalarm. Tijdens het tweede smogalarm is het effect veel minder duidelijk. Het effect is in elk geval eerder klein in vergelijking met de achtergrondspreiding: doorlopend wijken prognose en werkelijkheid enkele dB‟s van elkaar af25.

6.2.3. Conclusie Na de toepassing van een verkeers- en meteocorrectie kan worden bevestigd dat een snelheidsverlaging van 120 km/h naar 100 km/h een effect heeft in de grootteorde van 1 dB. Door de achtergrondspreiding van enkele dB op de prognosefout kan het precieze effect van de snelheidsverlaging echter onmogelijk accuraat worden gekwantificeerd. De afstand tussen de meetlocatie en de rijbaan (100 meter) is voor deze meetpost te groot om een relatief klein en tijdelijk effect nauwkeurig te bestuderen. Op dergelijke afstanden kunnen met name de overdrachtsfactoren windsnelheid en temperatuurgradiënt teveel onzekerheid induceren.

25

De relatie tussen prognosefout en periode van de dag werd eerder al besproken (§4.3.1). De koppeling is hier nog prominenter, wellicht omdat de snelheden niet in de prognose werden opgenomen en deze tijdens de nacht hoger liggen.


53

6.3. Hoe nauwkeurig zijn korte termijnmetingen? In Wetteren wordt het geluidsniveau (quasi) doorlopend geregistreerd. Hierdoor is het mogelijk om jaargemiddelde niveaus te genereren en de evolutie doorheen de tijd op te volgen. In vele gevallen (bv. geluidstudies in kader van milieueffectrapportage) is een dergelijke langetermijnmonitoring niet mogelijk en moet de geluidssituatie op een bepaalde locatie worden bepaald op basis van metingen over een beperkte periode. Zoals hoofdstuk 4 aangeeft, kunnen de fluctuaties in de bron- en in de overdrachtsvariabelen (verkeer, meteorologische omstandigheden) echter zorgen voor een aanzienlijke spreiding op de geregistreerde geluidsniveaus. Die zorgen bij kortetermijnmetingen voor onzekerheid over het werkelijke (jaargemiddelde) geluidsniveau. Een belangrijke factor hierbij is uiteraard de meetduur: hoe langer men meet, hoe kleiner de onzekerheid op het resultaat. Daarnaast beïnvloeden ook de volgende kenmerken de onzekerheid: - de afstand tussen de meetopstelling en de rijbaan: fluctuaties in de overdrachtsfactoren (bv. windsnelheid) hebben een veel kleiner effect als men dichter bij de rijbaan meet - het type weg: wegen met een hoog verkeersvolume zijn doorgaans minder vatbaar voor fluctuaties in de verkeersintensiteit dan wegen met een laag verkeersvolume, aangezien het geluidsniveau de verkeersintensiteit logaritmisch volgt Om die redenen kunnen op basis van de analyse van 1 meetpost geen echte aanbevelingen worden gedaan m.b.t. kortetermijnmetingen. De paragrafen hieronder geven wel een indicatie met welke onzekerheden men moet rekening houden op locaties zoals deze in Wetteren, d.w.z. op een afstand van grootteorde 100 meter en met een drukke autosnelweg als dominante bron.

6.3.1. Onzekerheid op metingen van 1 uur In wat volgt wordt de analyse beperkt tot werkdagen en tot niet-geluidsverstoorde uren over de periode 2008-2009, aangezien kortetermijnmetingen doorgaans ook slechts op dat soort uren worden uitgevoerd. Indien ook de tijdens weekends gemeten uren in de analyse zouden worden meegenomen, zou de onzekerheid groter zijn. In eerste instantie worden de uurmetingen tijdens één specifiek uur, namelijk tussen 13 en 14 uur, van naderbij bekeken. Men zou het uitvoeren van één meting tussen 13 en 14 uur op één welbepaalde dag dan kunnen bekijken als het trekken van een steekproef van grootte 1 uit de (in dit geval volledig gekende) populatie van alle metingen tussen 13 en 14 uur die werden uitgevoerd over de volledige periode 2008-2009. De vraag is dan hoe goed het resultaat van deze steekproef het gemiddelde26 van de populatie benadert.

26

Met “gemiddelde” wordt in deze paragraaf steeds het rekenkundig gemiddelde bedoeld, niet het energetisch gemiddelde.


54

Uit de gegevens kan worden berekend dat de standaardafwijking op de uurmetingen tussen 13 en 14 ongeveer 2.5 dB bedraagt. Een vraag die men zich daarbij echter moet stellen, is op welke manier de populatie (alle individuele uurmetingen tussen 13 en 14 uur over de periode 2008-2009) rond het populatiegemiddelde verdeeld is. De onderstaande figuur geeft een histogram van de afwijkingen in de populatie t.o.v. het gemiddelde en vergelijkt die met een normaal verdeelde dichtheid met dezelfde standaardafwijking. De figuur illustreert dat de populatie niet normaal verdeeld is, maar integendeel een lange rechterstaart en een grote massa links van het gemiddelde heeft, d.w.z. de populatie lijkt rechtsscheef verdeeld te zijn27. Wellicht heeft de afwijking van normaliteit voor een deel te maken met de manier waarop de meteorologische factoren de geluidsemissie en –overdracht beïnvloeden. De impact van sommige meteo-omstandigheden is immers niet symmetrisch: - het wegdek is in de regel droog en in een beperkt aantal gevallen verzadigd (hoge geluidsniveaus en dus lange rechterstaart) - ZW-wind haalt vaker zeer hoge windsnelheden dan NO-wind, als gevolg van de grotere afremming door het continentale reliëf bij NO-wind. In het geval van Wetteren betekent dat dus dat zeer hoge windsnelheden vaker voorkomen bij meewind dan bij tegenwind; ook dat soort situaties verlengt de rechterstaart.

Ook voor de andere uren overdag bedraagt de standaardafwijking op de gemeten geluidsniveaus typisch ongeveer 2.5 dB. ‟s Nachts is de standaardafwijking kleiner (1.7 dB tot 2 dB). Ook voor die andere uren wordt de afwijking van normaliteit steeds teruggevonden; de standaardafwijkingen bevatten dus niet alle informatie over de spreiding rond het gemiddelde. 28 Figuur 28 geeft daarom voor elk uur van de dag aan waar de volgende kwantielen lagen: - 2.5%-kwantiel en 97.5%-kwantiel, d.w.z. de grenzen waarbinnen 95% van de uurmetingen vielen; - 16%-kwantiel en 84%-kwantiel, d.w.z. de grenzen waarbinnen 68% van de uurmetingen vielen. 27

Men kan een afwijking van de normale verdeling ook kwantificeren met teststatistieken zoals die van ShapiroWilk (zie bv. ‘Statistiek en Wetenschap’, Jan Beirlant, Goedele Dierckx en Mia Hubert, Acco, 2011). In dit geval geven de normaliteitstests aan dat onderliggende normaliteit inderdaad verworpen dient te worden (op significantieniveau 0.05). 28 Het p%-kwantiel is gedefinieerd als het kleinste gemeten geluidsniveau waarvoor geldt dat minimaal p% van de uurmetingen kleiner waren dan dit geluidsniveau. De gebruikte grenzen zijn geïnspireerd op de normale verdeling; onder een normale verdeling zal ongeveer 68% van de gegevens ten hoogste 1 standaardafwijking afwijken van het gemiddelde en ongeveer 95% ten hoogste 2 standaardafwijkingen.


55

Figuur 28: Afwijkingen van de uurmetingen t.o.v. het gemiddelde voor dat uur over de volledige periode

Omwille van de scheve verdeling van de uurmetingen zijn de kwantielintervallen niet symmetrisch rond het gemiddelde. In de rest van deze paragraaf zal worden geprobeerd om de spreiding op de uurmetingen (tussen 13 en 14 uur) door een goede selectie van de gebruikte uurmetingen (beperkingen op de meetomstandigheden) verder te verkleinen. Zoals in hoofdstuk 4 werd uitgelegd, wordt de spreiding op de uurmetingen veroorzaakt door enerzijds variaties in de verkeersintensiteiten en anderzijds variaties in de meteorologische omstandigheden. - Op autosnelwegen zijn de fluctuaties in de verkeersintensiteit overdag echter relatief klein. De standaardafwijking op het aantal voertuigen tijdens een bepaald uur bedraagt rond de 10%, wat akoestisch overeenkomt met een afwijking van slechts ongeveer een tiende van een dB. - De impact van de meteorologische omstandigheden is veel groter. Om de onzekerheid te verkleinen, kan men dus best vermijden om te meten tijdens uren met te afwijkende meteo-omstandigheden. Als illustratie kan bv. enkel worden gekeken naar de metingen op uren tijdens welke de effectieve windsnelheid tussen de 0 en de +2 m/s ligt en het wegdek droog is (aan deze voorwaarden is voldaan tijdens de helft van de uren). De standaardafwijking op de meetresultaten wordt daardoor beperkt van 2.5 tot 1.9 dB. Figuur 29 laat inderdaad zien dat, als men enkel meet onder dit meteoraam, een groter percentage van de uurmetingen een goede benadering geven van het werkelijke jaargemiddelde. Bovendien lijkt de verdeling van de Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid – update 2012 Dep. LNE, Vlaamse overheid –versie 1b, april 2012

56

uurmetingen rond het gemiddelde de normale verdeling beter te benaderen (al blijft er een duidelijk afwijking van normaliteit bestaan). Dit is in lijn met de hoger geopperde suggestie dat een deel van de afwijking van normaliteit te maken had met de meteo-factoren (die door het meteo-raam beter onder controle worden gehouden). Hoe dan ook blijft, zelfs na het uitsluiten van sommige afwijkende meteo-omstandigheden, de onzekerheid op de voorspelling van het jaargemiddeld uurniveau op basis van één meting beduidend.

Figuur 29: Afwijkingen van uurmetingen t.o.v. het jaargemiddelde

Een andere manier om de onzekerheid te verkleinen is meer dan één meting uit te voeren (op willekeurig gekozen dagen, random verspreid over de volledige periode waarvoor men het gemiddelde wil kennen) en het gemiddelde voor dat uur over de volledige periode te schatten door het gemiddelde van de uitgevoerde metingen. De standaardafwijking op de schatting zal dan ongeveer29 met de wortel van het aantal uitgevoerde metingen afnemen. Gegeven de kennis over de impact van de meteo-omstandigheden ligt het echter meer voor de hand om het gemiddelde te schatten door een aantal metingen tijdens verschillende meteoomstandigheden met elkaar te combineren (in dit geval is de steekproef duidelijk niet meer aselect). Ter illustratie werden 4 groepen van meteo-omstandigheden gedefinieerd, op basis van de assen “effectieve windsnelheid” (effectieve windsnelheid al dan niet groter dan 0.75 m/s) en “temperatuur” (temperatuur al dan niet groter dan 13°) (de assen werden zo gekozen dat men in de dataset 4 ongeveer even grote groepen bekomt). Door uit elk van deze groepen een waarneming willekeurig te selecteren en van die 4 waarnemingen het (rekenkundig) gemiddelde te nemen, bekomt men een nieuwe schatting van het gemiddelde geluidsniveau tijdens dat uur. Figuur 30 maakt duidelijk dat deze strategie (die voor een honderdtal combinaties werd toegepast) inderdaad redelijk goede schattingen oplevert; de standaardafwijking bedraagt nu minder dan 1 dB. De strategie in de praktijk toepassen veronderstelt uiteraard wel dat men de meetmomenten plant rekening houdend met de weersverwachtingen.

29

Indien de grootte van de steekproef klein is t.o.v. de grootte van de populatie.


57

Figuur 30: Afwijkingen van combinaties van uurmetingen t.o.v. jaargemiddelde

6.3.2. Onzekerheid op metingen van 1 dag In wat volgt wordt de mogelijkheid besproken om op basis van een continue meting (op een werkdag) over 1 dag het jaargemiddelde30 Lden-niveau (op werkdagen) te schatten. Uit de gegevens kan opnieuw worden berekend dat de standaardafwijking op de dagmetingen ongeveer 2 dB bedraagt. Ook hier lijkt de populatie van de gemeten Lden-dagniveaus niet normaal verdeeld (Figuur 31).

Figuur 31: Afwijkingen van dagelijkse Lden's t.o.v. de jaargemiddelde Lden 30

Er werd gewerkt met het rekenkundig gemiddelde, ongeveer 0.2 dB lager dan het energetisch gemiddelde


58

Het feit dat de spreiding op de dagmetingen relatief groot blijft, wijst erop dat een meetduur van één dag eigenlijk te kort is om de meteo-impact goed uit te middelen. Buiten wind en verzadigdheid (zie hoger) speelt ook temperatuur daarbij een belangrijke rol. Als illustratie toont Figuur 32 het verschil in afwijking tussen dagmetingen tijdens de zomerse helft van het jaar (van april tot september) en de winterse helft (van oktober tot maart). Het seizoen bepaalt in sterke mate of een meting een over- dan wel een onderschatting is van het jaargemiddelde niveaus (zie ook §3.3.2).

Figuur 32: Afwijkingen van dagelijkse Lden's t.o.v. de jaargemiddelde Lden, per seizoen


59

6.3.3. Onzekerheid op metingen van 1 week Het verder verhogen van de meetduur tot 1 week verkleint de onzekerheid enigszins. De standaardafwijking op de weekgemiddelde Lden-niveaus bedraagt nog 1.7 dB. Figuur 33 laat de frequentie zien van de afwijkingen tussen het Lden-niveau geschat op basis van een meting over één week en het werkelijke jaargemiddelde niveau, vergeleken met de afwijkingen op basis van de metingen over 1 dag. Na het meten over 1 volledige week is uiteraard een groter percentage van de Lden-schattingen een goede benadering van het werkelijke jaargemiddelde. Het optrekken van de meetduur tot een week leidt er toe dat de meest afwijkende omstandigheden (zoals een dag met erg hoge windsnelheden, een paar uitzonderlijk natte dagen, …) enigszins worden uitgemiddeld. Toch blijft er een niet te verwaarlozen onzekerheid bestaan. Dit komt onder meer omdat, ook met een meetduur van 1 week, het effect van bv. de temperatuur niet voldoende uitgemiddeld wordt (weken in de winter zijn altijd gevoelig kouder en dus doorgaans lawaaieriger dan weken in de zomer).

Figuur 33: Afwijkingen van dagelijkse en wekelijkse Lden's t.o.v. de jaargemiddelde Lden

Ook hier zou de optie kunnen zijn om bv. 1 week te meten in de zomer en 1 week in de winter, en het gemiddelde van deze twee als schatting te gebruiken. Op die manier kan men de onzekerheid op de schatting halveren: de standaardafwijking op het jaargemiddelde Ldenniveau op deze manier geschat, bedraagt nog 0.9 dB.


60

6.3.4. Conclusies Bij het voorspellen van een jaargemiddeld niveau op basis van een kortetermijnmeting moet rekening worden houden met een behoorlijk grote onzekerheid. Om de onzekerheid te verkleinen, kan men best - zo dicht mogelijk bij de bron meten (bij voorkeur op minder dan 100 meter), zodat de invloed van de meteo-omstandigheden op de overdracht verkleint - een zo lang mogelijke meetduur nemen: op een meting van 1 uur bedraagt in Wetteren de standaardafwijking (overdag) 2.5 dB, op een meting van 1 dag 2 dB, op een meting van 1 week 1.7 dB - rekening houden met de impact van de meteo-omstandigheden, zowel op de emissie als op de overdracht; dit kan bv. door het gemiddelde te nemen van een aantal metingen die werden uitgevoerd onder andere meteo-omstandigheden.


61

7. Conclusies De afdeling Lucht, Hinder, Risicobeheer, Milieu & Gezondheid van het departement Leefmilieu, Natuur en Energie van de Vlaamse overheid beheert een geluidsmeetnet (Automatic Network Noise Environment – ANNE) dat sinds 1992 gegevens registreert over het geluidsklimaat op verschillende plaatsen in Vlaanderen. Dit rapport analyseert de meetresultaten van het meetstation NMT 6, gelegen op 100 meter afstand van de E40-autosnelweg in Wetteren, over de periode 1992 -2011. De kwaliteit van de metingen is laag vóór 2000, maar hoog vanaf 2001 (§2.2).

7.1. Algemene tendensen Figuur 34 toont de evolutie in de jaargemiddelde geluidsniveaus over de periode 1992 – 2011.

Figuur 34: Evolutie van de jaargemiddelde geluidsniveaus

De belangrijkste tendensen die deze evolutie verklaren, zijn (H3 en H5): - De aanleg van een ZOA-wegverharding tussen 1999 en 2001 en de veroudering van deze verharding in de periode hierna. - De evolutie van de verkeersintensiteit, die equivalent is aan een stijging met 2 dB over de periode 1993-2007 gevolgd door een beperkte daling (0.4 dB) in 2007-2011. - De impact van de meteorologische omstandigheden, met name op de (onvolledige) jaren vóór 2000. In 2011 waren de verschillen tussen Lday en Levening (2 dB) en tussen Lday en Lnight (4.7 dB) in Wetteren veel kleiner dan de straffactoren (5 dB resp. 10 dB) die moeten worden opgeteld in Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid – update 2012 Dep. LNE, Vlaamse overheid –versie 1b, april 2012

62

de berekening van Lden. Dit betekent dat Levening en vooral Lnight sterk zullen doorwegen in de bepaling van Lden. De verschillen tussen dag, avond en nacht zijn over de beschouwde periode steeds kleiner geworden (§5.1.2). Een analyse van de statistische niveaus geeft aan dat het geluidsklimaat over de volledige periode gelijkmatiger (grijzer) geworden is: de verschillen tussen de pieken de achtergrondniveaus worden kleiner (§5.2). Wellicht wordt dit veroorzaakt doordat er méér (stijgende verkeersintensiteit) maar wel stillere voertuigen (door effect Europese emissienormen en/of lagere gemiddelde snelheid) op de E40 rijden. Personenwagens zijn in Wetteren de dominante geluidsbron (§4.1.3), behalve tijdens de nacht.

7.2. Impact van meteorologische omstandigheden Een analyse van de variatie in de geluidsniveaus wijst op de zeer belangrijke impact van de meteorologische omstandigheden op het geregistreerde geluidniveau. Door statistische regressie werden vergelijkingen opgesteld die de link leggen tussen verkeersintensiteit, meteo-omstandigheden en geluid (H4). De standaardafwijking op het verschil tussen de prognose op basis van verkeers- en meteo-data en het werkelijk geregistreerde geluidsniveau bedraagt 1.5 dB. De analyse toont ook aan dat bij metingen zoals in Wetteren, op een afstand van 100 meter tot de bron, de wind (die de overdracht beïnvloedt) veruit de belangrijkste factor is. Een toename van de effectieve windsnelheid (de projectie van de windsnelheid op de lijn tussen bron en ontvanger) met 1 m/s geeft in Wetteren een verhoging van het geluidsniveau met ongeveer 1.4 dB (§4.3.2). De temperatuur en de verzadigdheid van het wegdek (uitgedrukt als de hoeveelheid neerslag tijdens de voorgaande uren) beïnvloeden niet de overdracht, maar wel de geluidsemissie. De impact van de temperatuur (hier geschat op 0.19 dB/°C voor temperaturen boven 7.5°, wat iets meer is dan wat in andere onderzoeken werd vastgesteld) zorgt ervoor dat de wintermaanden typisch enkele dB lawaaieriger zijn dan de zomermaanden (§3.3.2). Op een verouderde ZOA zoals deze in Wetteren, zorgt verzadiging van de verharding met regenwater voor een verhoging van het geluidsniveau met 1 tot 2 dB. Bij langetermijnmetingen is het effect van de fluctuaties in de meteorologische omstandigheden op het jaargemiddelde niveau beperkt tot enkele tienden van een dB. Kortetermijnmetingen zijn daarentegen veel gevoeliger voor toevallige fluctuaties in de meteo-omstandigheden. Bij het voorspellen van een jaargemiddeld niveau op basis van een kortetermijnmeting moet dan ook rekening worden houden met een behoorlijk grote onzekerheid (§6.3). Door dicht tegen de bron te meten of door bij het opzetten van een meetstrategie rekening te houden met de meteorologische omstandigheden, kan de onzekerheid worden verkleind. Hoewel de effecten van de meteo-omstandigheden door de opgestelde correctie grotendeels worden weggewerkt, is de resterende ruis te groot om subtiele verschuivingen, zoals de daling van de geluidsniveaus tijdens periodes met snelheidsbeperkingen, betrouwbaar te kwantificeren (§6.2). De afstand tussen de meetlocatie en de rijbaan (100 meter) is voor een accurate studie van dergelijke kleine, tijdelijke effecten wellicht te groot.


63

7.3. Effect van de aanleg van ZOA De aanleg van de ZOA-verharding tijdens de periode 1999-2001 resulteerde in een daling van de geluidsniveaus met 3.5 dB (§6.1). Na deze initiële daling beginnen de geluidsniveaus echter weer te stijgen met ongeveer 0.4 dB/jaar, wellicht als gevolg van de verstopping van de poriën in de verharding. Op het moment dat de verhardingen een gemiddelde ouderdom had (rond de 5 jaar na aanleg), komt de vastgestelde reductie goed overeen met de correctieterm die werd gebruikt bij de opmaak van de strategische geluidskaarten (-1.5 dB t.o.v. de referentieverharding). Na een tiental jaar is het effect van ZOA t.o.v. de referentieverharding (SMA-C) volledig uitgewerkt

7.4. Conclusie: de waarde van langetermijnmetingen Betrouwbare gegevens over de blootstelling aan omgevingslawaai vormen de basis voor een doeltreffend beleid. Binnen de Vlaamse overheid wordt daarbij in de eerste plaats vertrouwd op de informatie uit de geluidskaarten, opgesteld onder de Europese richtlijn 2002/49/EG. Dit zijn berekende kaarten, waarbij de geluidsniveaus worden voorspeld op basis van de rekenformules uit de Standaard Rekenmethode (zie hoofdstuk 1). Langetermijnmetingen kunnen de informatie uit de geluidskaarten op een aantal manieren aanvullen. -

Ten eerste kunnen langetermijnmetingen gebruikt worden om de uitgangspunten in de rekenmethode zelf te valideren. Dit rapport bevestigt in dat opzicht o de in de rekenmethode veronderstelde verhouding tussen personenwagens en vrachtwagens (§4.1.2) o de door de wegdekcorrectiefactoren veronderstelde daling als gevolg van de aanleg van ZOA (§6.1).

-

Ten tweede kunnen langetermijnmetingen gebruikt worden om de geloofwaardigheid van de berekeningen te vergroten. Voor grootschalige inschattingen van de blootstelling is vertrouwen op berekeningen onvermijdelijk. Bij burgers bestaat er echter vaak een psychologische behoefte naar gemeten niveaus, omdat men de rekenmethodes ondoorzichtig of onbetrouwbaar vindt. Kortetermijnmetingen bieden hierop geen goed antwoord, gezien deze zelf onderhevig zijn aan een grote onzekerheid (§6.3)31. Dit rapport bevestigt dat de werkelijk gemeten jaargemiddelde geluidsbelasting goed overeenkomt met het door de geluidskaarten voorspelde niveau (§3.1).

-

Ten derde kunnen langetermijnmetingen wijzen op zaken die over het hoofd gezien worden door de rekenmodellen. Dit rapport wijst in dat opzicht op o de belangrijke impact van fluctuaties in de meteorologische omstandigheden die in de rekenmethodes slechts zeer benaderend worden meegenomen (H4)

31

Om het met een boutade te zeggen: “Niemand gelooft berekende geluidsniveaus, behalve diegene die ze berekend heeft. En iedereen gelooft gemeten geluidsniveaus, behalve diegene die ze gemeten heeft.”


64

o de tendens tot “vergrijzing” van het geluidsklimaat (het kleiner worden van de verschillen tussen de pieken de achtergrondniveaus), die niet zichtbaar is in het gemiddelde niveau (§5.2) o de evolutie in de tijd van de geluidsprestatie van ZOA-verhardingen die in de rekenmodellen constant wordt verondersteld (§6.1) Samengevat kan worden gesteld dat de geluidsmetingen in Wetteren nuttige informatie leveren over belangrijke trends in de geluidsbelasting en een goede aanvulling vormen van de geluidskaarten. De voorliggende analyse zal dan ook jaarlijks worden geüpdatet en op de website www.milieuhinder.be worden gepubliceerd.


65

Bijlage 1 – Herwerken emissievergelijkingen SRM-1 De emissievergelijkingen per voertuigcategorie uit de Standaard Rekenmethode kunnen tot een eenvoudigere vorm worden herleid: Q v  EPW  69.3  19.6 log PW   10 log PW  80   vPW  10  10

E PW 10

E PW 10



Q v  EVW  74.5  11.9 log VW   10 log VW  70   vVW

  

106.93 0.96 vPW QPW 801.96

 1584 vPW

 10  10

0.96

QPW

EVW 10

EVW 10



  

107.45 0.19 vVW QVW 701.19

 179611 vVW

0.19

QVW

Het waargenomen geluidsniveau kan dan worden geschreven als



LAeq  10 * log 1584 v PW

0.96

QPW  179611 vVW

0.19



QVW  25

of LAeq

10

10

 (1584 v PW

0.96

QPW  179611 vVW

0.19

QVW ) * 0.0031

Deze vergelijking drukt onder meer de complexe (niet-lineaire) manier uit waarin de geluidsniveaus afhangen van de snelheden van de verschillende categorieën. De verhouding tussen de coëfficiënten vóór de intensiteiten drukt uit met hoeveel personenwagens 1 vrachtwagen akoestisch overeenkomt. Als we de snelheden in Wetteren (120 km/h voor personenwagens, 90 km/h voor vrachtwagens) invullen, bedragen de in de rekenmethode veronderstelde coëfficiënten 156.953 resp. 422.317, wat neerkomt op een verhouding van ongeveer 1 op 3. Om te bekijken of deze veronderstelde coëfficiënten ook overeenkomen met de werkelijke situatie moet men dus een regressie uitvoeren van de geluidsniveaus op de voertuigintensiteiten en – snelheden volgens het model LAeq

10

10



  v PW

0.96

QPW   vVW

0.19



QVW * 0.0031

en vervolgens de coëfficiënten met elkaar vergelijken.


66

Bibliografie 1. „Geluidsmonitor - Trend- en validatiemetingen omgevingsgeluid‟, J. Jabben en C.J.M. Potma, RIVM, jaargangen 2002-2007. 2. „Ontwikkelen van geluidsbelastingkaarten en afgeleide gegevens voor wegverkeer met inbegrip van de software en invoer/uitvoer bestanden voor Vlaanderen‟, Vinçotte Environment, 2008. 3. „Meten is weten of is weten ook meten?”, Paul Driessen en Hans van Leeuwen, Tijdschrift Geluid, december 2009. 4. „Geluidonderzoek vier trajectcontrole-locaties‟ J. Jabben, C.J.M. Potma, S. Lutter, RIVM, 2007. 5. „Meteorologische verschijnselen die van toepassing zijn op de geluidoverdracht‟, rapport VL-DR-21-04, van Moerkerken, TNO-TH, sept. 1976. 6. „Lawaaibeheersing‟, H. Myncke en A.Cops, 1985. 7. „Masterplan Meten in Vlaanderen‟, Verkeerscentrum Vlaanderen, november 2002. 8. „Statistiek en Wetenschap‟, Jan Beirlant, Goedele Dierckx en Mia Hubert, Acco, 2011.


67

Langetermijnmetingen wegverkeersgeluid update 2012

Recommend Documents