Nederlands model natuurbrandverspreiding: heidebrand Voortgangsrapport Versie: 442N1202/1.0, 20 december 2012 Nederlands Instituut Fysieke Veiligheid Postbus 7010 6801 HA Arnhem T 026 355 24 00 F 026 351 50 51 info@nifv.nl
Nederlands Instituut Fysieke Veiligheid Met actuele kennis, advisering, toegepast onderzoek, vraaggerichte opleidingen en oefeningen en leiderschapsontwikkeling helpen wij professionals binnen de brandweer, GHOR en crisisbeheersing, beleidsmakers en bestuurders zich optimaal voor te bereiden om de fysieke veiligheid van onze samenleving te borgen. Dit onderzoek is uitgevoerd in samenwerking met Efectis Nederland BV. NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID
Colofon Titel Subsidie Contactpersoon Voortgangsrapport Ministerie van Veiligheid en Justitie Mevrouw H.E.B. de Goeijen-Kroon Datum 20 december 2012 Status definitief Versie 1.0 Projectnummer 442N1202 Onderzoekers Projectleider Review & eindverantwoordelijkheid Verder werkten aan dit onderzoek mee: Ing. E. Stalenhoef-Willemsen Ir. A.D. Lemaire (Efectis Nederland BV) Dr. Ir. M.G. Duyvis Dr. Ir. J. Post (manager afdeling Onderzoek NIFV) VGGM VNOG, Team Brandonderzoek R. Schuijn De figuren 3, 4, 5, 6 en 7 en tabellen 1, 2 en 3 in dit rapport zijn eigendom van Efectis Nederland BV. Zonder voorafgaande toestemming van Efectis, mag geen van deze figuren en tabellen worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook. NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID 3
Inhoud 1 Inleiding 5 1.1 Voorgaand onderzoek 5 1.2 Onderzoek 2012: calibratie en validatie 6 1.3 Inhoud van dit rapport 7 2 Aanpak ontwikkeling natuurbrandverspreidingsmodel 8 3 Inventarisatie natuurbranden: veldonderzoek 10 3.1 Inleiding 10 3.2 Inventarisatie heidebranden 10 3.2.1 Bergen (14 en 15 april 2010) 10 3.2.2 ASK t Harde (4 maart 2011) 10 3.2.3 Kalmthoutse Heide (25 en 26 mei 2011) 11 3.2.4 Laag Soeren (22 februari 2012) 11 3.2.5 Radio Kootwijk (1 april 2012) 11 3.2.6 ISK Harskamp (2 juni 2012) 11 4 Validatie 1D model: uitbreidingssnelheid heidebrand 13 4.1 Inleiding 13 4.2 Samenvatting werken met het 1D-model 14 4.2.1 Onzekerheden, aannames, onnauwkeurigheden 15 4.3 Validatie van het 1D-model: samenvatting van het resultaat 15 4.3.1 Conclusies 16 5 Validatie 2D-model 17 5.1 Inleiding 17 5.2 Validatie van het 2D-model 17 5.2.1 De brand en de weersomstandigheden 17 5.2.2 Onzekerheden, aannames, onnauwkeurigheden 19 5.2.3 Validatie van het 2D-model: samenvatting van het resultaat 19 5.2.4 Conclusies 23 6 Aanbevelingen en richtingen voor vervolg 24 6.1 Aanbevelingen 24 6.2 Gebruikersvriendelijkheid, proof of concept 25 6.3 Modellen voor brand in duin, bos en veen 25 Bijlage 1 Literatuur 26 Bijlage 2 Afkortingen 27 Bijlage 3 Landelijk werkprogramma natuurbranden 28 Bijlage 4 Inventarisatielijst natuurbranden 29 Bijlage 5 Gegevens branden 1D-validatie 30 NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID
1 Inleiding Het Nederlands Instituut Fysieke Veiligheid (NIFV) ontwikkelt een simulatiemodel dat de verspreiding van een natuurbrand kan voorspellen voor de natuurgebieden die in Nederland het meest voorkomen: heide, bos, duin en veen. Het model is bedoeld voor brandweer en natuurbeheerders, en zowel voor gebruik tijdens de bestrijding van een natuurbrand als in de preparatiefase (in het kader van risicobeheersing, operationele voorbereiding, opleiden, oefenen, voorlichting en dergelijke). De ontwikkeling van het natuurbrandverspreidingsmodel komt voort uit de behoefte van de brandweer aan een model dat een betrouwbare voorspelling kan geven van de uitbreiding van een natuurbrand, en die verwachte uitbreiding duidelijk in beeld kan brengen (NIFV 2009). Voor dit project ontvangt het NIFV subsidie van het ministerie van Veiligheid en Justitie. Het NIFV werkt in dit project nauw samen met andere organisaties. Het concrete ontwikkelen, aanpassen en toetsen van het model is het werk van Efectis Nederland BV. Voor het afstemmen van het model op de behoeften van het veld en voor het vergaren van gegevens over recente natuurbranden, zijn de beoogde gebruikers, de brandweer en de natuurbeheerders, onmisbaar. De veiligheidsregio s VGGM en VNOG leveren hierin een essentiële bijdrage. Andere regelmatig geraadpleegde partijen zijn, onder andere, de Landelijk Programmacoördinator Natuurbranden, de Landelijke Vakgroep Natuurbrandbeheersing en Landelijke Projectgroep Natuurbrand van de Brandweer Nederland 1. Het natuurbrandverspreidingsmodel is onderdeel van het Werkprogramma Natuurbranden 2012-2016, opgesteld door de Landelijke Kerngroep Natuurbranden 2 onder voorzitterschap van de Landelijk Programmacoördinator Natuurbranden. Dit werkprogramma heeft tot doel de risico s van onbeheersbare natuurbranden voor de belangrijkste risicogebieden in Nederland op een niveau brengen en houden dat bestuurlijk aanvaardbaar wordt geacht vanuit het oogpunt van maatschappelijke veiligheid en de continuïteit van de vitale infrastructuur in Nederland (Landelijke Kerngroep Natuurbranden 2011). Zie bijlage 3. 1.1 Voorgaand onderzoek Uit verkennend onderzoek (NIFV 2011) bleek dat het Amerikaanse model FARSITE als basis kan dienen voor een Nederlands natuurbrandverspreidingsmodel dat aan de behoefte van de beoogde gebruikers tegemoet komt. Omdat FARSITE een open standard heeft, kan eigen materiaal, zoals GIS-kaarten van Nederlandse natuurgebieden, in het model worden ingevoerd. De submodellen voor de brandeigenschappen van de Amerikaans vegetatie ( brandstofmodellen ) die FARSITE gebruikt, kunnen toegepast worden op Nederlandse vegetatie of als basis dienen voor de ontwikkeling van nieuwe, Nederlandse brandstofmodellen. 1 Voorheen NVBR, Nederlandse Vereniging voor Brandweerzorg en Rampenbestrijding. 2 In de Landelijke Kerngroep Natuurbranden zijn de volgende partijen vertegenwoordigd: Ministerie van Veiligheid en Justitie; Ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie; Veiligheidsberaad; Nederlands Genootschap van Burgemeesters; Voorlopers Provincies: provincies Gelderland en Noord Holland; Nederlandse Vereniging voor Brandweerzorg en Rampenbestrijding; Raad van Korpschefs; Geneeskundige Hulp bij Ongevallen en Rampen, GHOR Nederland; Bosschap; RECRON, Vereniging Recreatieondernemers Nederland; ANWB, Koninklijke Nederlandse Toeristenbond; Nederlands Instituut Fysieke Veiligheid. NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID 5
1.2 Onderzoek 2012: calibratie en validatie Natuurgebieden in de VS verschillen op diverse aspecten van de Nederlandse: ze hebben een andere vegetatie, een andere omvang en een andere intensiteit van gebruik (paden, bebouwing). Daarom is het voor de ontwikkeling van een specifiek Nederlands model nodig om te onderzoeken hoe branden in Nederlands natuurgebied verlopen en het model daarop af te stemmen (calibreren en valideren). De uitkomst van een berekening van de branduitbreiding door het model wordt vergeleken met de werkelijke branduitbreiding bij een natuurbrand. Als de uitkomst van de berekening te veel afwijkt van de werkelijkheid, moet het model worden aangepast (calibratie). Het kan dan bijvoorbeeld nodig blijken te zijn om de Amerikaanse brandstofmodellen aan te passen of nieuwe brandstofmodellen specifiek voor Nederlandse vegetatie te ontwikkelen. Als het model eenmaal is gecalibreerd moet vervolgens, aan de hand van andere natuurbranden, getoetst worden of de uitkomst van de berekening de werkelijke branduitbreiding nu wel voldoende benadert (validatie). Als dat het geval is kan het model als valide beschouwd worden en in principe in de praktijk worden gebruikt. Als dat nog niet het geval is moet een extra calibratiestap worden ingelast en moet daarna weer een nieuw validatie-experiment worden gedaan. Om de calibratie en validatie te kunnen uitvoeren onderzoekt het NIFV sinds 2010 samen met de betrokken brandweerkorpsen en natuurbeheerders het verloop van natuurbranden. Zie voor een beschrijving van de werkwijze het voorgaande voortgangsrapport (NIFV 2012). In 2011 hebben NIFV en Efectis de eerste stappen gezet in de ontwikkeling van een natuurbrandverspreidingsmodel voor Nederland (NIFV 2012). Dat model wordt stapsgewijs en per landschapstype opgebouwd, met als eerste doel een gevalideerd basismodel voor de uitbreiding van brand in heidegebied. Dit basismodel kan in een volgend stadium van onderzoek verder worden verfijnd en uitgebreid met andere Nederlandse landschapstypen. Op dit moment is gerealiseerd een 1D-model: een rekenmodel voor de berekening van de voorwaartse uitbreidingssnelheid van brand in een willekeurig heidegebied. Dit model is in eerste instantie opgesteld voor VGGM, voor dagelijks gebruik in de meldkamer; een 2D-model: een model voor berekening en in beeld brengen van de tweedimensionale uitbreiding van brand in een bepaald heidegebied; een brandstofmodel heide: dit is een submodel dat door beide modellen (1D en 2D) gebruikt wordt. In dit brandstofmodel zijn de specifieke brandeigenschappen van Nederlandse heide vastgelegd. Dit submodel is ontwikkeld aan de hand van het verloop van twee van de onderzochte natuurbranden (Bergen, april 2010, en ASK t Harde (preventieve brand), maart 2011). De eerste fasen van de ontwikkeling van deze modellen zijn in 2011 doorlopen (Efectis 2011a, NIFV 2012), hetgeen resulteerde in wat een theoretisch model genoemd werd: de modellen waren nog niet gevalideerd. In 2012 stond het onderzoek in het kader van de validatie van de modellen (zie ook figuur 1). Een gedetailleerde beschrijving van de werkwijze en resultaten is te vinden in het rapport Natuurbranden 2012: validatie heide brandstofmodel (Efectis 2012); in dit rapport worden de werkwijze en resultaten samengevat. De volgende onderzoeksvragen staan centraal: hoe goed komt de berekende uitbreiding van een heidebrand overeen met de waargenomen branduitbreiding? welke aspecten behoeven nader onderzoek en verbetering? 6 NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID
1.3 Inhoud van dit rapport Dit rapport is een voortgangrapportage: het geeft een beknopt overzicht van de werkzaamheden en belangrijkste resultaten van het onderzoek in 2012. Een gedetailleerde beschrijving van het validatieonderzoek is te vinden in het Efectis-rapport Natuurbranden 2012: validatie heide brandstofmodel (Efectis 2012). In hoofdstuk 2 van dit rapport wordt de ontwikkeling van het Nederlandse natuurbrandverspreidingsmodel schematisch weergegeven. Hoofdstuk 3 gaat in op het veldonderzoek naar het verloop van recente natuurbranden. In de hoofdstukken 4 en 5 worden de resultaten van de validatie van het 1D-model, respectievelijk het 2D-model beschreven. In hoofdstuk 6 worden aanbevelingen en richtingen voor verdere ontwikkeling van het model gegeven. NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID 7
2 Aanpak ontwikkeling natuurbrandverspreidingsmodel BehavePlus, 1D Am. brandstofmodellen FARSITE, 2D Am. brandstofmodellen Nederlandse GIS-data 1D-rekenmodel uitbreidingssnelheid Am. brandstofmodellen proefmodel, 2D Am. brandstofmodellen, Nl GIS-data methode bepalen vochtgehalte vegetatie calibratie a.h.v. heidebranden (ASK 2011, Bergen-Schoorl 2010) methode bepalen vochtgehalte vegetatie invoer van KNMI-data ontwikkelen custom brandstofmodel heide brandstofmodel heide theoretisch model, 1D 1D-rekenmodel uitbreidingssnelheid Nl brandstofmodel heide theoretisch model, 2D Nl brandstofmodel heide Nl GIS-data validatie a.h.v. heidebranden (Kalmthoutse Heide 2011, Laag Soeren 2012, Radio Kootwijk 2012, ISK 2012 validatie a.h.v. heidebrand (Radio Kootwijk 2012) ad-hoc modellering van paden 1D-rekenmodel uitbreidingssnelheid Nl brandstofmodel heide basismodel heide, 2D Nl brandstofmodel heide Nl GIS-data Figuur 1 Stapsgewijze ontwikkeling van het natuurbrandverspreidingsmodel 8 NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID
In figuur 1 wordt schematisch weergegeven hoe het Nederlandse model voor natuurbrandverspreiding stapsgewijs ontwikkeld wordt. In 2010 is op basis van FARSITE een proefmodel opgesteld, dat de brandverspreiding berekende aan de hand van vooraf ingevoerde scenario s en dat nog een Amerikaans brandstofmodel, zo veel mogelijk passend bij het Nederlandse heidelandschap, bevatte (NIFV 2011). In 2011 zijn theoretische modellen specifiek voor Nederlandse heide ontwikkeld: een 1D-model voor de voorwaartse uitbreidingssnelheid in willekeurig heidelandschap en een 2Dmodel voor de uitbreiding van brand in een bepaald heidegebied. Beide modellen maken gebruik van het brandstofmodel heide, dat aan de hand van twee heidebranden in Nederland is ontwikkeld (Efectis 2011a, NIFV 2012). In 2012 zijn de modellen gevalideerd (de onderste twee pijlen in het schema); de resultaten van de validatie worden beschreven in hoofdstukken 4 en 5. De beoogde ontwikkeling van modellen voor de verspreiding in duingebied, veengebied en bos zal op vergelijkbare wijze worden aangepakt (zie hoofdstuk 6). NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID 9
3 Inventarisatie natuurbranden: veldonderzoek 3.1 Inleiding Om het Nederlandse natuurbrandverspreidingsmodel te kunnen ontwikkelen en om te bepalen hoe goed het model de branduitbreiding berekent (calibreren en valideren), zijn gegevens over het verloop van branden in Nederlands natuurgebied nodig. Voor de ontwikkeling van het basismodel voor de uitbreiding van brand in heidegebied heeft het NIFV sinds 2010 samen met de betrokken brandweerkorpsen en natuurbeheerders het verloop van een aantal heidebranden onderzocht. Deze branden worden in onderstaande paragrafen kort beschreven. Bijlage 4 geeft een overzicht van de gegevens die in het veldonderzoek verzameld zijn. Zie voor een beschrijving van de werkwijze bij het veldonderzoek het voorgaande voortgangsrapport (NIFV 2012). 3.2 Inventarisatie heidebranden Het NIFV heeft samen met de betrokken brandweerkorpsen en natuurbeheerders het verloop van de heidebranden op de volgende locaties onderzocht. Bergen (april 2010); ASK t Harde (preventieve brand 3, maart 2011); Kalmthoutse Heide (mei 2011); Laag Soeren (februari 2012); Radio Kootwijk (april 2012); ISK Harskamp (experimentele branden, juni 2012). Met uitzondering van veldonderzoeken naar de branden op ASK t Harde en ISK Harskamp, waar het NIFV-onderzoekteam ter plaatse kon zijn, vonden deze veldonderzoeken enige dagen na de brand plaats. 3.2.1 Bergen (14 en 15 april 2010) De brand in het duingebied tussen Bergen en Schoorl had een totale oppervlakte van 2.500 m x 800 m. Een groot gedeelte betrof heidevegetatie op droge zandige ondergrond, vergelijkbaar met het cultuurlandschap op de Veluwe. Veldonderzoek en ingewonnen informatie Besprekingen en onderzoek in het veld 4 met de lokale brandweer (post Schoorl) en medewerkers van Staatsbosbeheer (beheerseenheid Schoorl) die tijdens de brand in het gebied aanwezig waren. Ontvangen materiaal: kaartmateriaal (Staatsbosbeheer), sitraps (meldkamer Noord-Holland-Noord), GMS-uitdraai, plots CoPI, film- en fotomateriaal. 3.2.2 ASK t Harde (4 maart 2011) Deze brand was een preventieve brand, op terrein van Defensie. Het betrof een gebied met oude en jonge heide, vliegdennen en een dennenbosje, met een totale oppervlakte van 52 hectare. Het onderzoekteam van NIFV 5 werd in de gelegenheid gesteld bij twee van deze beheerbranden aanwezig te zijn en direct informatie te vergaren (over, onder 3 Preventieve branden zijn planmatige branden of branden volgens voorschrift, die doel hebben de brandstofopbouw in de vegetatie te reguleren. Een daaropvolgende (ongecontroleerde) natuurbrand is dan beter beheersbaar en heeft minder schadelijke gevolgen. 4 Het onderzoekteam bestond uit onderzoekers van NIFV en Efectis Nederland BV en een natuurbrandfotograaf. 5 Het onderzoekteam bestond uit: onderzoekers van NIFV, Efectis Nederland BV, VU Amsterdam, WUR Landdegradatie en ontwikkeling en een natuurbrandfotograaf. 10 NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID
andere, brandverloop, brandgedrag van verschillende vegetatietypen, temperatuur van bodem en vegetatie. Veldonderzoek en ingewonnen informatie Bespreking met Defensiebrandweer ASK (die gedurende de gehele brand, van voorbereiding tot nablussing, ter plaatse was). Ontvangen materiaal (Defensie): kaartmateriaal, film en fotomateriaal. 3.2.3 Kalmthoutse Heide (25 en 26 mei 2011) De brand op de Kalmthoutse Heide (grensgebied Nederland en België) betrof in totaal 625 hectare, waarvan 350 hectare heide op droge zandgrond. Veldonderzoek en ingewonnen informatie Besprekingen en onderzoek in het veld 6 met de lokale brandweer (post Kalmthout en Wuustwezel) en medewerkers van Het Vlaamse Landschap die tijdens de brand in het gebied aanwezig waren. Ontvangen materiaal: kaartmateriaal (Het Vlaamse Landschap), sitraps (meldkamer), gegevens van KNMI-station Woensdrecht, plots CoPI, film- en fotomateriaal. 3.2.4 Laag Soeren (22 februari 2012) De brand bij Laag Soeren (Veluwezoom, even ten westen van het uitkijkpunt op de Elsberg) betrof in totaal ongeveer 20 ha vergrast heidegebied op droge zandgrond. Veldonderzoek en ingewonnen informatie Besprekingen en onderzoek in het veld met de lokale brandweer (VGGM, team brandonderzoek (TBO) brandweer/technische recherche) en medewerkers van Natuurmonumenten Veluwe Zoom die tijdens de brand aanwezig waren. Ontvangen materiaal: kaartmateriaal (TBO), sitraps (meldkamer), gegevens KNMI-station Deelen, plots CoPI, fotomateriaal. 3.2.5 Radio Kootwijk (1 april 2012) De brand bij Radio Kootwijk (Noord Veluwe) betrof in totaal ongeveer 80 ha vergrast heidegebied met enkele vliegdennen (solitaire naaldbomen), op droge zandgrond. Veldonderzoek en ingewonnen informatie Besprekingen en onderzoek in het veld met de lokale brandweer (VGGM en VNOG, TBO brandweer/technische recherche) en medewerkers van Staatsbosbeheer die tijdens de brand aanwezig waren. Ontvangen materiaal: kaartmateriaal (TBO), sitraps (meldkamer), gegevens KNMI-station Deelen, plots CoPI, fotomateriaal. 3.2.6 ISK Harskamp (2 juni 2012) Tijdens een praktijkweek brandonderzoek (VNOG) had het NIFV de gelegenheid een serie proefbranden op kleine schaal uit te voeren op het Defensieterrein Infanterie en Schietkamp (ISK) Harskamp. Het gebied bestond uit vergraste heide op droge zandgrond. De brandoppervlakte van de vijf branden varieerde van 3 m x 10 m tot 20 m x 27 m. Door ongunstige weersomstandigheden (natte periode voorafgaand, lage windsnelheden en variabele windrichtingen) waren de uitbreidingssnelheden te laag om deze branden geschikt te maken voor de validatie. Wel kon uit deze branden een vergelijking getrokken worden tussen een brand die vanuit een punt gesticht werd 6 Het onderzoekteam bestond uit onderzoekers van NIFV, Efectis Nederland BV, VU Amsterdam en een natuurbrandfotograaf. NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID 11
( puntbrand, in principe 1D) en een brand die vanuit een lijn gesticht werd ( lijnbrand, in principe 2D) (Efectis 2012). Veldonderzoek en ingewonnen informatie Besprekingen en onderzoek in het veld met de lokale brandweer (ISK en TBO brandweer/technische recherche) die tijdens de brand aanwezig waren. Ontvangen materiaal: kaartmateriaal (TBO), gegevens mobiel meetstation in het veld naast meetgegevens KNMI-station Deelen, film- en fotomateriaal. 12 NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID
meteo meteo 11:30 12:00 12:00 13:00 12:00 12:30 13:00 13:30 12:30 4 Validatie 1D model: uitbreidingssnelheid heidebrand 4.1 Inleiding In 2011 heeft Efectis een rekenmodel ontwikkeld voor de berekening van de voorwaartse uitbreidingssnelheid van brand, in een willekeurig heidegebied (het 1Dmodel). Het is in eerste instantie bedoeld voor dagelijks gebruik in de meldkamer (VGGM). Dit rekenmodel is gebaseerd op de uitbreidingsmodellen die ook in FARSITE4 en BehavePlus5 worden gebruikt. Deze zijn ontwikkeld voor gebruik in de VS en daarom waar nodig aangepast aan de Nederlandse situatie. Essentieel voor de kwaliteit van de modellering zijn de brandeigenschappen van de vegetatie die in het model worden ingebracht. Daarvoor gebruikt het model een submodel, het zogeheten brandstofmodel. De bestaande Amerikaanse brandstofmodellen bleken niet voldoende te passen bij Nederlandse heide. Efectis heeft daarom een nieuw brandstofmodel voor Nederlandse heide ontwikkeld, op basis van het verloop van twee heidebranden (Bergen, 2010, en ASK, 2011; zie ook paragraaf 3.2). datum temperatuur windsnelheid bewolkingsgraad stokgewicht % natte periode 1D-model uitbreidingssnelheid heidebrand brandstofmodel heide datum temperatuur windsnelheid bewolkingsgraad neerslag 2D- model brandstofmodel heide GIS heidegebied Figuur 2 Het 1D-model (boven) en het 2D-model (onder) met benodigde invoergegevens, datastromen en uitkomst (sterk vereenvoudigde weergave, gebaseerd op figuren 1.1 en 1.2 uit Efectis-rapport Natuurbranden 2012: validatie heide brandstofmodel (Efectis 2012). NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID 13
De ontwikkeling van het brandstofmodel heide en de ontwikkeling van het 1D-model voor de voorwaartse uitbreidingssnelheid zijn beschreven in het rapport Rekenmodel uitbreidingssnelheid heidebrand: ontwikkeling en achtergronden (Efectis 2011a), en samengevat in het voorgaande NIFV-voortgangsrapport (NIFV 2012). Dit brandstofmodel heide wordt niet alleen door het 1D-model, maar ook door het 2Dmodel gebruikt. Zie figuur 2. 4.2 Samenvatting werken met het 1D-model Bij toepassing van het 1D-rekenmodel moet de gebruiker een aantal gegevens via een MS Excel werkblad in het model invoeren. Zie figuur 3, kolom invoer. Voor een aantal van deze invoerparameters gaat het 1D-rekenmodel ervan uit dat de gebruiker toegang heeft tot de on line meetgegevens Natuur Brandgevaar Meting die afkomstig zijn van lokale meetstations in verschillende veiligheidsregio s, specifiek bestemd voor de bepaling van het brandgevaar. Het gaat om de windsnelheid (VWIND), de temperatuur (T), de relatieve luchtvochtigheid (RLV) en het stokgewicht (ST). De bewolkingsgraad (BEWGRD) vindt de gebruiker bij het KNMI. Daarnaast dient de gebruiker zelf te bepalen wat de mate van natheid in de afgelopen 3 weken is geweest ( NAT3 ). Hieruit en in combinatie met de tijd van het jaar en de actuele weersomstandigheden, bepaalt het model het vochtgehalte van de dode vegetatie en het vochtgehalte van de levende vegetatie. Naast de windsnelheid hebben deze parameters een grote invloed op de berekende branduitbreiding. Als alle parameters zijn ingevoerd, berekent het 1D-model de maximale uitbreidingssnelheid van een heidebrand op die dag (UBRAND). Zie figuur 3. Voor het werken met het 1D-rekenmodel heeft Efectis een gebruikershandleiding geschreven (2011b). Bepaling maximale uitbreidingssnelheid heidebrand versie 3 INVOER DATUM Datum van waarneming dd-mm 19-7 VWIND Windsnelheid op 10 m hoogte m/s 4.3 T Temperatuur C 22.2 RLV Relatieve vochtigheid % 42.3 ST Stokgewicht gr 109.8 BEWGRD Bewolkingsgraad % 50 NAT3 Percentage natte periode voorafgaande 3 weken % 40 UITKOMST UBRAND Maximale uitbreidingssnelheid m/uur 984 Figuur 3 MS Excel werkblad bij 1D-rekenmodel voor berekenen van de maximale uitbreidingssnelheid van een heidebrand (Efectis 2011a). 14 NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID
4.2.1 Onzekerheden, aannames, onnauwkeurigheden Zoals elk model geeft het 1D-model hooguit een benadering van de werkelijkheid en brengt de toepassing van het model een aantal onzekerheden met zich mee. Dat heeft enerzijds te maken met de (noodzakelijke) aannames die in het model zelf verwerkt zijn (bijvoorbeeld de aannames in de methode waarmee het vochtgehalte van dode en levende vegetatie wordt bepaald, en aannames over de branduitbreiding bij fiets- en wandelpaden). Anderzijds wordt dat veroorzaakt door de beperkingen bij het bepalen van de waarde van de invoerparameters. De schatting van de parameter NAT3 die de gebruiker zelf moet maken, is daar een voorbeeld van. Maar ook de bepaling van de windsnelheid introduceert onnauwkeurigheid: want in hoeverre is de in het meetstation gemeten windsnelheid representatief voor de windsnelheid ter plaatse, in het brandgebied? En in hoeverre spelen lokale windeffecten (bijvoorbeeld als gevolg van begroeiing of een ander obstakel) een rol bij de uitbreidingssnelheid? In het rapport over de ontwikkeling van het brandstofmodel heide heeft Efectis onder andere hiervoor een aantal suggesties voor verbetering gedaan (2011a). In de volgende paragraaf wordt bekeken hoe goed de door het 1D-model berekende uitbreidingssnelheid van een heidebrand de werkelijke uitbreidingssnelheid van een heidebrand benadert. Bij het constateren van een verschil tussen beide snelheden, moet bedacht worden dat niet alleen de door het model berekende uitbreidingssnelheid onnauwkeurigheden bevat, maar dat dat ook geldt voor de in het veld gemeten uitbreidingssnelheid van de heidebrand. Daarbij is het uiteraard ook van belang goed in beeld te hebben wanneer op welke locatie met blusactiviteiten is begonnen. 4.3 Validatie van het 1D-model: samenvatting van het resultaat De informatie in deze paragraaf is een weergave en interpretatie door het NIFV van de betreffende informatie uit het Efectis-rapport Natuurbranden 2012: validatie heide brandstofmodel (Efectis 2012). Efectis (2012) heeft het 1D-model voor de voorwaartse uitbreidingssnelheid van een heidebrand gevalideerd aan de hand van recente heidebranden op de volgende locaties: Kalmthoutse Heide (mei 2011) Laag Soeren (februari 2012) Radio Kootwijk (april 2012) ISK Harskamp (experimentele branden, juni 2012). De omstandigheden waaronder deze heidebranden plaatsvonden waren behoorlijk verschillend: de variatie betreft onder andere de tijd van het jaar, de windsnelheid en andere weersomstandigheden. De brand bij Laag Soeren vond plaats tegen een helling, wat invloed heeft op de uitbreidingssnelheid, terwijl de andere branden in vlak gebied plaatsvonden. Zie tabel 3 in bijlage 5; zie ook paragraaf 3.2. De snelheid waarmee de bovengenoemde branden zich uitbreidden, was dan ook verschillend. Figuur 4 geeft een samenvatting van de resultaten van de validatieberekeningen voor deze heidebranden. In deze figuur is de met het 1D-model berekende uitbreidingssnelheid tegen de waargenomen uitbreidingssnelheid van de verschillende heidebranden uitgezet. Dit geeft een indruk hoe goed de uitbreidingssnelheid door het 1D-model voor heidebrand voorspeld wordt: hoe groter de (relatieve) afwijking van de rechte lijn, hoe meer de uitkomst van de berekening naast de werkelijkheid zit. NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID 15
Berekende snelheid ==> m/s Validatie voorwaartse uitbreidingssnelheid 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 Kootwijk: 12:00 uur Kalmthout: 12:00-14:00 uur Kalmthout: 14:00-17:00 uur Laag Soeren: 14:30 uur ISK: 13:00-15:00 uur '' 0.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 Waargenomen snelheid ==> m/s Figuur 4 Overeenkomst van de met het 1D-model berekende en de waargenomen uitbreidingssnelheid van heidebrand (Efectis 2012, figuur 3.6). Voor de branden Kootwijk, Kalmthout en ISK wordt de berekende uitbreidingssnelheid bij twee verschillende vochtscenario s getoond; voor de brand bij Laag Soeren is de uitbreidingssnelheid bij 30% en 5% helling berekend. Bij exacte overeenkomst tussen de berekende en waargenomen uitbreidingssnelheid, zouden de datapunten op de rechte lijn liggen. 4.3.1 Conclusies Op basis van het resultaat van de validatie-experimenten concludeert Efectis voor het 1D-model (onder andere) het volgende. De uitbreidingssnelheden die het 1D-rekenmodel berekent, kunnen ruwweg maximaal 30% te hoog en 30% te laag uitvallen. Dat lijkt fors, maar het is in dit stadium van onderzoek acceptabel: bij de voor de validatie gebruikte branden bestaat immers een aantal onzekerheden in de brandomstandigheden, de blusactiviteiten en de waargenomen branduitbreidingssnelheid (zie paragraaf 4.2.1). De conclusie is dus dat er geen aanleiding is om op basis van deze resultaten te besluiten het brandstofmodel heide aan te passen. Het 1D-rekenmodel is niet geschikt om een branduitbreidingssnelheid die lager is dan circa 0,1 km/uur te berekenen (Efectis 2011a). Dit vergt nader onderzoek, want in de praktijk zijn ook lage branduitbreidingssnelheden relevant omdat juist ook dan de kans bestaat dat zich kroonvuur ontwikkelt. 16 NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID
5 Validatie 2D-model 5.1 Inleiding In de voorgaande voortgangsrapporten is samengevat hoe Efectis, uitgaand van FARSITE, het Nederlandse 2D-model voor de uitbreiding van een natuurbrand ontwikkelt (Efectis 2009, NIFV 2011, NIFV 2012). Voor de berekening van de uitbreiding van een heidebrand maakt het 2D-model, net als het 1D-model, gebruik van het nieuw ontwikkelde brandstofmodel heide. Dit hoofdstuk is een weergave en interpretatie door het NIFV van de betreffende informatie uit het Efectis-rapport Natuurbranden 2012: validatie heide brandstofmodel (Efectis 2012). 5.2 Validatie van het 2D-model Efectis (2012) heeft het 2D-model gevalideerd aan de hand van het verloop van de heidebrand bij Radio Kootwijk (april 2012) (zie ook paragraaf 3.2). De branduitbreiding is nagerekend met FARSITE4, omdat het 2D-model in de LCMS- proof of concept tijdelijk niet beschikbaar was. Voor het resultaat van de berekening maakt dit geen verschil, aangezien het 2D-model gebaseerd is op FARSITE4. Tijdens een grootschalige natuurbrandoefening van VGGM bij s Heerenloo, in maart 2012, is aangetoond dat het 2D-model ook volledig functioneert wanneer het opgenomen is in LCMS (proof of concept). Het 2D-model kan dus in principe zowel stand alone als als onderdeel van LCMS toegepast worden. 5.2.1 De brand en de weersomstandigheden De omstandigheden van de brand bij Radio Kootwijk zijn opgenomen in tabel 1. ALGEMEEN METEO Locatie: Gerritsflesweg Radio Kootwijk Weerstation: Deelen (KNMI) Datum: 1 april 2012 Windrichting: W - NNW Aanvang brand: 11:05 uur Windsnelheid: 5-6 m/s Temperatuur: 8 9 o C TERREIN Relatieve vochtigheid: 50 60 % Vegetatie: Buntgras en heide Bewolkingsgraad: 80 100 % Brandafmetingen: 1400m x 600m Hellingshoek: 5 tot 30 graden Beschaduwing: 0 tot 10% Tabel 1 Omstandigheden brand Radio Kootwijk 1 april 2012 (tabel 2.1, Efectis 2012; data NIFV) In figuur 5 worden de uitbreiding van de brand bij Radio Kootwijk (ingetekend op een Google Maps kaart) en de brandweerinzet getoond, op verschillende tijdstippen (Scheerder 2012). NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID 17
Figuur 5 Door het Team Brandonderzoek (VNOG) waargenomen branduitbreiding en brandweerinzet elke 30 minuten (Scheerder 2012 en Efectis 2012, figuur 2.4; kaart Google Maps). Start van de brand: 11.00 uur. Het getoonde gebied meet 2.020 m x 1.400 m. De rode lijn markeert de grens van de brand op het linksonder vermelde tijdstip. De gekleurde pijlen geven de richting van de branduitbreiding aan (rood = voorwaarts, geel = zijwaarts en blauw = achterwaarts). De gekleurde stippellijnen tonen de posities van de brandweerpelotons. De grijze en blauwe pijl laten de windrichting tijdens de brand zien. 18 NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID
De 2D-uitbreiding van de brand bij Radio Kootwijk is nagerekend met FARSITE4. Als input voor het model zijn de volgende gegevens nodig: Vegetatie in het gebied. In het model worden de vegetatie GIS-data (Top10- Index) van het gebied ingevoerd. Op basis van de Top10-Index bepaalt FARSITE welke brandstofmodellen bij het gebied passen (in dit geval voornamelijk het nieuwe basismodel heide). Actuele meteogegevens. Hiervoor zijn de gegevens van het KNMI-weerstation Deelen gebruikt. Deze KNMI-gegevens zijn geconverteerd naar specifieke bestanden die FARSITE nodig heeft voor de berekeningen (een bestand voor windsnelheid en windrichting, en een voor temperatuur, vochtigheid en neerslag). Vochtgehalte van de vegetatie. Het vochtgehalte van de dode en levende vegetatie is sterk bepalend voor de branduitbreiding. Deze vochtgehalten worden niet ter plaatse gemeten, maar bepaald aan de hand van de actuele en recente weersomstandigheden; ook de tijd van het jaar en de groenheid van de vegetatie spelen hierbij een rol. In het Efectis-rapport Rekenmodel uitbreidingssnelheid heidebrand: ontwikkeling en achtergronden wordt de methode beschreven waarmee het vochtgehalte, of vochtscenario, wordt bepaald (Efectis 2011a). Voor de validatie is gerekend met twee verschillende vochtscenario s ( Very Low en Low ). Invloed van paden. FARSITE houdt geen rekening met de aanwezigheid van fietspaden, wandelpaden en dergelijke: in FARSITE stopt een brand bij een pad. In de (Nederlandse) praktijk is echter gebleken dat bij paden brandoverslag kan plaatsvinden, afhankelijk van de omstandigheden. Bij de validatie is daarom ook de invloed van de in het gebied aanwezige paden onderzocht, door middel van berekeningen zonder brandoverslag, met beperkte brandoverslag en met onbeperkte brandoverslag. 5.2.2 Onzekerheden, aannames, onnauwkeurigheden De opmerkingen die in paragraaf 4.2.1 zijn gemaakt over de onzekerheden, aannames en onnauwkeurigheden bij de toepassing van het model en de validatieberekeningen, gelden ook voor het 2D-model. Aansluitend op de voorgaande paragraaf heeft dat, ten eerste, betrekking op de aannames die in het model zelf verwerkt zijn (bij de methode waarmee het vochtgehalte van dode en levende vegetatie wordt bepaald, en bij de modellering van brandoverslag bij paden). Ten tweede zitten die onzekerheden in, onder andere, de aannames over de invoerparameters. Zo is aangenomen dat de windrichting op 10 m hoogte (meting KNMI) representatief is voor de windrichting op (midden)vlamhoogte: dit klopt redelijk met de waarnemingen tijdens de brand. En verder wordt verondersteld dat de windsnelheid op (midden)vlamhoogte 40% is van de windsnelheid op 10 m hoogte (meting KNMI). FARSITE en Behaveplus blijken beide een conversiefactor 0,4 toe te passen voor de berekening van de windsnelheid op (midden)vlamhoogte uit de windsnelheid op 10 m hoogte. En ten derde zijn er onvermijdelijk onnauwkeurigheden bij het bepalen van de werkelijke branduitbreiding (figuur 5) en onzekerheden over (onder andere tijdstip en precieze locatie van) de inzet van de brandweer. 5.2.3 Validatie van het 2D-model: samenvatting van het resultaat Figuur 6 laat de met FARSITE4 berekende branduitbreiding op verschillende tijdstippen zien, uitgaand van het Very Low vochtscenario en van een beperkte brandoverslag bij paden. In figuur 7 worden de met FARSITE4 berekende en de waargenomen branduitbreiding met elkaar vergeleken. In tabel 2 worden de berekende en de waargenomen voorwaartse 1D-uitbreidingssnelheid met elkaar vergeleken. Voor de berekeningen is aangenomen dat de brand om 11.00 uur is begonnen. Verder is voor de resultaten berekeningen in deze figuur uitgegaan van het Very Low vochtscenario en NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID 19
van een beperkte brandoverslag bij paden. Deze uitgangspunten leverden de beste overeenkomst tussen de berekende en de waargenomen branduitbreiding op. In Efectis-rapport Natuurbranden 2012: validatie heide brandstofmodel zijn ook de resultaten van de berekeningen met het Low vochtscenario en met onbeperkte brandoverslag bij paden weergegeven. Zoals te zien is in figuur 5, trad bij de brand bij Radio Kootwijk bij paden brandoverslag op; de berekende branduitbreiding waarbij uitgegaan was van geen brandoverslag bij paden bleek dan ook onvoldoende overeen te komen met de waargenomen branduitbreiding. 13:00 12:30 12:00 12:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 Figuur 6 Berekende branduitbreiding, uitgaand van beperkte brandoverslag bij paden en vochtscenario Very Low (Efectis 2012, figuur 2.9). De branduitbreiding is met controurlijnen aangegeven (rood, per minuut; wit, per half uur). Start van de brand: 11.00 uur. tijdstip (uur) gemiddelde voorwaartse uitbreidingssnelheid vanaf voorgaand tijdstip (km/uur) simulatie casus praktijk V3 windomstandigheden windsnelheid (km/uur) 11:30 0.70 1.28 18 330 12:00 1.50 1.58 18 330 12:30 0.60? 22 270 windrichting (graden) Tabel 2 In de praktijk waargenomen en berekende gemiddelde uitbreidingssnelheid in voorwaartse richting, bij vochtscenario Very Low en beperkte brandoverslag ( casus V3 ) (Efectis 2012, deel uit tabel 2.7). De waargenomen uitbreidingssnelheid om 12.30 uur is waarschijnlijk sterk beïnvloed door de brandweerinzet (blusactiviteiten). 20 NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID
11.30 uur: 30 minuten na start 12.00 uur: 60 minuten na start 12.30 uur: 90 minuten na start Figuur 7 Berekende en waargenomen branduitbreiding, uitgaand van beperkte brandoverslag bij paden en vochtscenario Very Low (Efectis 2012, figuur 2.12 linker kolom). De berekende branduitbreiding is weergegeven met witte lijnen (tijdseenheid); de waargenomen brandgrens met een rode contour, het brandoppervlak is donker gekleurd. Start van de brand: 11.00 uur. NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID 21
De validatieberekeningen laten het volgende zien. Om 11:30 uur is de berekende branduitbreiding circa 85% groter dan de waargenomen uitbreiding (vanaf 11.00 uur als startpunt). Dat geldt ook voor de berekende en waargenomen voorwaartse uitbreidingssnelheid in die periode. De invloed van de paden op de voorwaartse branduitbreiding is zeer beperkt, omdat de branduitbreiding in die richting pas de laatste minuten door een pad wordt belemmerd. De branduitbreiding in zijwaartse richting is ook nog vrijwel onbelemmerd. De invloed van het pad stroomopwaarts van de brand is wel al duidelijk merkbaar. In achterwaartse richting stopt de berekende branduitbreiding bij het pad: dat was ook in werkelijkheid het geval. Verondersteld wordt dat de blusactiviteiten van de brandweer nog weinig invloed hebben gehad op de branduitbreiding (zie voor de brandweerinzet figuur 5). Om 12:00 uur is de berekende branduitbreiding (gemeten vanaf 11.00 uur) circa 30% groter dan de waargenomen uitbreiding. De berekende voorwaartse uitbreidingssnelheid in de periode 11.30 12.00 uur komt goed overeen (6% hoger) met de waargenomen waarde. Dat de berekende branduitbreiding, met name in zijwaartse richting, groter is dan in werkelijkheid, kan zijn veroorzaakt door de brandweerinzet (zie voor de brandweerinzet figuur 5). Om 12:30 uur is de berekende maximale branduitbreiding (gemeten vanaf de oorsprong van de brand) al voorbij het gesimuleerde gebied. Een vergelijking met de waargenomen uitbreiding is op dit tijdstip echter eigenlijk niet meer reëel, omdat de blusactiviteit waarschijnlijk al een grote invloed op de branduitbreiding heeft gehad (zie voor de brandweerinzet figuur 5). Samenvattend kan gesteld worden dat de modellering van de beperkte brandoverslag over paden redelijk realistische resultaten geeft: de berekende brandoverslag treedt voornamelijk op in voorwaartse richting, niet of nauwelijks in zijwaartse richting en helemaal niet in achterwaartse richting. De voor deze validatie toegepaste ad hoc modellering van de brandoverslag (geen, beperkt, onbeperkt) zou wel verder moeten worden verfijnd. Efectis doet een aantal suggesties voor een model voor brandoverslag bij paden (Efectis 2012). het Very Low vochtscenario in de periode tussen de 30 en 60 minuten na aanvang van de brand een goede schatting van de voorwaartse uitbreidingssnelheid oplevert. Omdat de berekende uitbreidingssnelheid de eerste 30 minuten echter te groot is, resulteert dat in een te grote berekende uitbreiding (brandoppervlak) na 60 minuten. de reden voor de te hoge berekende uitbreidingssnelheid in de eerste 30 minuten, kan voor een deel zijn dat FARSITE geen rekening houdt met het instationaire gedrag van de brand in de beginfase. FARSITE biedt mogelijkheid om dit gedrag mee te nemen: dit vergt nader onderzoek. Berekening vochtgehalte dode vegetatie Het 1D-model en het 2D-model berekenen het vochtgehalte van de dode vegetatie op een enigszins verschillende manier: dit blijkt in een iets verschillende waarde te resulteren. Hierdoor verschilt ook de uitbreidingssnelheid berekend met het 1D-model van de uitbreidingssnelheid berekend met het 2D-model (10% tot 20%). Als echter dezelfde waarden voor het vochtgehalte worden gebruikt, leveren een berekening met het 1D-model en een berekening met het 2D-model vrijwel zeker dezelfde uitbreidingssnelheden op. 22 NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID
5.2.4 Conclusies Op basis van het resultaat van de validatie-experimenten concludeert Efectis voor het 2D-model (onder andere) het volgende. De overeenkomst tussen de met berekende en de waargenomen branduitbreiding is voldoende, rekening houdend met de onzekerheden en onnauwkeurigheden in de branddata, de invoerparameters en de modellering zelf (zie paragraaf 5.2.1). Er is dus geen reden om het brandstofmodel heide aan te passen. Ook de maximaal te verwachten voorwaartse uitbreidingssnelheid komt voldoende overeen met de waargenomen waarden. Er is dan ook geen reden om een ander vochtscenario te kiezen dan het Very Low vochtscenario. De berekende branduitbreiding is in de beginfase te hoog; dit vergt nader onderzoek. De bij deze validatie toegepaste ad hoc modellering van de brandoverslag bij paden dient te worden verfijnd. Voor praktisch gebruik zal het 2D-model de mogelijkheid moeten bieden om de waargenomen brandgrens snel en eenvoudig in te voeren, en van daaruit verder te rekenen. Dit lijkt met name in de beginfase van de brand van belang, vanwege de onzekerheid in de aanvangstijd van de brand en de locatie waar de brand is ontstaan. NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID 23
6 Aanbevelingen en richtingen voor vervolg 6.1 Aanbevelingen Aanbevelingen naar aanleiding van de validatie Naar aanleiding van de validatieberekeningen doet Efectis voor de verdere ontwikkeling van het Nederlandse model voor natuurbrandverspreiding een aantal aanbevelingen, om de kwaliteit van de modellering te verhogen. Onderstaande is een weergave van deze aanbevelingen, door het NIFV. 1) Het brandstofmodel heide is ontwikkeld aan de hand van het verloop van twee natuurbranden (Bergen, april 2010, en ASK t Harde, maart 2011): het is een custom brandstofmodel (Efectis 2011a). Het is aan te bevelen om een brandstofmodel heide op basis van werkelijk gemeten vegetatie-eigenschappen te ontwikkelen en daarmee de validatie uit te voeren. a. Studenten van Hogeschool Larenstein en de University of Texas (Austin, USA) hebben onlangs een verkennend onderzoek naar de eigenschappen van de vegetatie op de Veluwe verricht, dat hiervoor als basis zou kunnen dienen. De gegevens worden momenteel aan de University of Texas geanalyseerd. 2) Verfijn de berekeningen van het vochtgehalte van de levende en dode vegetatie en voer vervolgens met het aldus verfijnde model de validatie uit. 3) Voeg de invloed van hellingen aan het 1D-model toe. Het huidige 1D-model houdt nog geen rekening met hoogteverschillen. 4) Verfijn de modellering van brandoverslag bij paden; pas het 2D-model zodanig aan dat ook rekening wordt gehouden met brandoverslag over smalle paden. 5) Pas het 2D-model zodanig aan dat bij toepassing van het model tijdens een daadwerkelijke brand, de waargenomen brandgrens snel in het model kan worden ingevoerd zodat de berekening vanuit deze brandgrens kan worden voortgezet. 6) Gebruik KNMI-weersgegevens, tenzij geverifieerd is dat de lokaal gemeten weersgegevens (metingen van lokale weerstations) representatief zijn voor de situatie ter plaatse van de brand. De metingen van de KNMI-meetstations vinden namelijk onder gestandaardiseerde omstandigheden plaats. Overige aanbevelingen Bovenstaande aanbevelingen komen voort uit de door Efectis verrichte validatie; daarnaast is het volgende aan te bevelen. 7) Het 2D-model is gevalideerd aan de hand van één brand. Het verdient aanbeveling gegevens over heidebranden (en andere natuurbranden) te blijven verzamelen en ook daarmee het model te valideren, zodat een vollediger beeld van de kwaliteit van de modellering door het 2D-model wordt verkregen en het model indien gewenst verder verfijnd kan worden. 8) Behalve door de natuurlijke factoren vegetatie-eigenschappen, wind en vochtgehalte van de vegetatie, wordt het verloop van de brand beïnvloed door 24 NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID
de interventie-acties van de brandweer. Het is in principe mogelijk interventie mee te nemen in het natuurbrandverspreidingsmodel, maar er is wel nader onderzoek nodig van het effect van interventie om dat op de juiste manier te kunnen doen (NIFV 2008). De mogelijkheid het effect van interventie in beeld te brengen, is zowel voor de bestrijding van een natuurbrand interessant, als voor toepassing bij de preparatie (risicobeheersing, les- en oefendoeleinden, evaluatie van een inzet, en dergelijke). 9) Naast de vegetatie-eigenschappen (brandstofmodellen) en het vochtgehalte van de vegetatie is de wind een sterk bepalende factor voor de branduitbreiding. Het huidige 2D-model gaat uit van een uniforme windsnelheid en windrichting in het gehele gebied. In werkelijkheid zullen landschapskenmerken (zoals heuvels, bossen, gebouwen en dergelijke) en de thermiek van de brand tot lokale wijzigingen in de windsnelheid en richting kunnen leiden. Modellering van dergelijke effecten kunnen de kwaliteit van de modellering van de branduitbreiding verder verbeteren. 6.2 Gebruikersvriendelijkheid, proof of concept Zoals vermeld in hoofdstuk 5, is aangetoond dat het 2D-model in de LCMS-proof of concept functioneert. Dit proof of concept is ontwikkeld door Geodan, afgestemd met NIFV en Efectis, met een tweeledig doel: enerzijds de mogelijkheid om het Nederlandse natuurbrandverspreidingsmodel in LCMS te kunnen laten draaien, en, anderzijds, om de gebruikersvriendelijkheid van de toepassing van het model te verhogen. Dit is nodig omdat FARSITE niet de voor de doelstelling vereiste gebruikersvriendelijkheid biedt. De proof of concept werkt stand alone, maar kan desgewenst direct in LCMS ingepast worden. Vegetatiekaarten (voor heel Nederland) kunnen van te voren in deze proof of concept worden ingevoerd. De overige invoerparameters, zoals meteorologische gegevens, voert men handmatig in. Momenteel zijn gesprekken gaande over de verdere ontwikkeling van deze proof of concept tot een voor de beoogde doelgroep bruikbare vorm: hierbij zijn NIFV, de Landelijk Programmacoördinator Natuurbranden, de Expertregio in oprichting, betrokken veiligheidsregio s, Geodan, Efectis, de Stuurgroep Natuurbranden, de Landelijke Vakgroep Natuurbrandbeheersing en natuurbeheer (onder andere) betrokken. Naar verwachting wordt een voor het veld bruikbare versie 1 april 2013 opgeleverd. 6.3 Modellen voor brand in duin, bos en veen Nu het model voor de uitbreiding van een heidebrand in de basis gereed is, kan de stap gezet worden naar de ontwikkeling van vergelijkbare basismodellen voor brand in duin, naald- en loofhout ( bos ) en veen. Daarbij zal dezelfde werkwijze gevolgd worden als voor de ontwikkeling van het model voor de uitbreiding van een heidebrand. In het vorige voortgangsrapport zijn specifieke aandachtspunten voor het modelleren van brand in deze cultuurlandschappen beschreven (NIFV 2012). Net als het bij het model voor heidebrand, is de ontwikkeling van modellen voor deze drie cultuurlandschappen afhankelijk van de beschikbaarheid van data en van de kwaliteit van die data. Ook bij branden in deze gebieden moeten ter plaatse gegevens verzameld worden over het brandverloop. In 2011 heeft het NIFV reeds gegevens verzameld over twee branden in veengebied: het Fochteloërveen (bij Hoogersmilde) en het Aamsveen (bij Enschede). NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID 25
Bijlage 1 Literatuur Efectis 2009 Efectis 2011a Efectis 2011b A.D. Lemaire (2009) Schets van een traject naar een model voor natuurbrandverspreiding in Nederland, Efectis Nederland-rapport nr. 2009-Efectis-R1039 A.D. Lemaire & R.J.M. van Mierlo (2011) Rekenmodel uitbreidingssnelheid heidebrand: ontwikkeling en achtergronden, Efectis Nederland-rapport nr. 2011-Efectis-R1081 A.D. Lemaire (2011) Handleiding uitbreidingssnelheid heidebrand, Efectis Efectis 2012 A.D. Lemaire & R.J.M. van Mierlo (2012) Natuurbranden 2012: validatie heide brandstofmodel, Efectis Nederland-rapport nr. 2012- Efectis-R9201 NIFV 2008 M. Kobes, N. Rosmuller, J.J. Schokker, V.M.P van Vliet (2008) Verkenning van simulatiemodellen: brand- en rookontwikkeling, evacuatie- en interventiemodellering, NIFV NIFV 2009 E. Stalenhoef-Willemsen, V.M.P. van Vliet, A.D. Lemaire, M. van der Plas (2009) Modellen voor natuurbrandverspreiding in Nederland, NIFV NIFV 2011 E. Stalenhoef-Willemsen, A.D. Lemaire, M.G. Duyvis (2011) Nederlands model natuurbrandverspreiding Voortgangsrapport, NIFV NIFV 2012 E. Stalenhoef-Willemsen, A.D. Lemaire, M.G. Duyvis (2012) Nederlands model natuurbrandverspreiding Voortgangsrapport: theoretisch model, NIFV Scheerder 2012 Landelijke Kerngroep Natuurbranden 2011 R. Scheerder, PowerPoint presentatie Natuurbrandonderzoek Gerritsfles 1 april 2012_V2.ppt, Veiligheidsregio Noord en Oost Gelderland en Team Brand Onderzoek Landelijke Kerngroep Natuurbranden (2011) Werkprogramma Natuurbranden 2012-2016 26 NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID
Bijlage 2 Afkortingen ASK Artillerie Schietkamp BEWGR bewolkingsgraad CFD Computational Fluid Dynamics CoPI Commando Plaats Incident 1D, 2D eendimensionaal, tweedimensionaal GIS geografisch informatiesysteem GMS Geïntegreerd Meldkamer Systeem KNMI Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut LCMS Landelijk Crisis Management Systeem LVN Landelijke Vakgroep Natuurbrandbeheersing NAT3 percentage natte periode afgelopen 3 weken NFDRS National Fire Danger Rating System NIFV Nederlands Instituut Fysieke Veiligheid NVBR Nederlandse Vereniging voor Brandweerzorg en Rampenbestrijding RLV relatieve luchtvochtigheid sitrap situatierapport ST stokgewicht T temperatuur UBRAND maximale uitbreidingssnelheid VGGM Veiligheids- en Gezondheidsregio Gelderland-Midden VNOG Veiligheidsregio Noord- en Oost-Gelderland VU Vrije Universiteit WUR Wageningen Universiteit en Researchcentrum NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID 27
Bijlage 3 Landelijk werkprogramma natuurbranden Figuur 8 Samenvatting van het Werkprogramma Natuurbranden 2012-2016 (afkomstig uit: Landelijke Kerngroep Natuurbranden 2011) 28 NEDERLANDS INSTITUUT FYSIEKE VEILIGHEID