E EN ONDERZOEK NAAR DE MOLENBIOTOOP MET BEHULP VAN HET AHN 302 Ruimte voor molens met geo-informatie Lang voordat de term Ruimte voor in ons vakgebied werd geïntroduceerd, had het al een betekenis in de molenwereld. Ruimte voor molens was de slogan van de vereniging De Hollandsche Molen waarmee aandacht werd gevraagd voor de omgeving van de molens, de zogeheten molenbiotoop. Als vrijwillig molenaar en student Geo-informatiekunde aan Wageningen Universiteit zag ik de mogelijkheid om deze op het eerste oog uiteenlopende onderwerpen op een nuttige wijze aan elkaar te koppelen. Het moest toch mogelijk zijn om, met behulp van gedetailleerde geografische hoogtegegevens, uitspraken te kunnen doen over de mate van windhinder rond een molen? Windrecht en molenbeschermingszones Tot het einde van de achttiende eeuw bestond in Nederland het zogeheten windrecht. Een vergunning om een molen op te richten, werd gekoppeld aan een jaarlijkse betaling van windpacht waar het recht van vrije wind tegenover stond. Dit windrecht was soms via windbrieven vastgelegd. Voor poldermolens was een goede windtoetreding geregeld in zogenoemde polderkeuren. Het windrecht als heerlijk recht werd in 1798 afgeschaft. In sommige polderkeuren komen tegenwoordig nog wel normen voor de molenomgeving voor maar in het algemeen kunnen we stellen dat de meeste molens wat hun windvang betreft rechteloos zijn. De omgeving van de molen kan het best worden beschermd als de gemeente een molenbeschermingszone opneemt in haar bestemmingsplan. Binnen deze zone gelden normen die aansluiten bij de eisen die de molen aan zijn omgeving stelt. Alle toekomstige beplanting en bebouwing in dat gebied moet daaraan getoetst worden. Verschillende provincies geven in hun verordeningen aan dat een molenbeschermingszone moet worden opgenomen in het bestemmingsplan. Dit werkt stimulerend richting gemeenten, maar nog niet alle gemeenten nemen de beschermingszone daadwerkelijk op in hun bestemmingsplannen. In de molenwereld is al enige tijd een strijd gaande tegen oprukkende bebouwing en bomen rondom molens. Door ruimtelijke ontwikkelingen wordt de molenbiotoop continu bedreigd. Te hoge bebouwing en bomen hinderen de doorstroming van wind waardoor molens niet goed meer kunnen functioneren. De Hollandsche Molen, vereniging tot behoud van molens in Nederland (www.molens.nl), heeft zich opgeworpen als beschermer van de molenbiotoop. De bescherming van de molenbiotoop is namelijk onderdeel van het totale molenbehoud. Een molen die niet draait, zal eerder vervallen en daardoor sneller gerestaureerd moeten worden. Voor het goed kunnen draaien van een molen is een goede windvang essentieel. Molen Jan Pol te Dalen in 1954 (links) en in 2004 (rechts). Aangezien de molenbiotoop een gebied van 400 meter rond de molen beslaat, wordt deze in bestemmingsplannen, waarin de molen niet is gelegen, vaak vergeten. Met het beschikbaar stellen van molenlocaties (zie kader p. 304) en de bijbehorende biotoopcirkels kunnen makers van bestemmingsplannen beter met de molenbelangen rekening houden. Het goed en objectief beoordelen van de huidige windhinder in de molenbiotoop is in de praktijk een lastige zaak. In het verleden zijn de molenbiotopen geïnventariseerd. De molenomgeving is hierbij geïnterpreteerd en beoordeeld als slecht, bedenkelijk, matig, aanvaardbaar of goed. Dit is gedaan door vele vrijwillige molenaars en molendeskundigen op basis van subjectieve criteria. Hierdoor is een uniforme inventarisatie en beoordeling van de molenbiotoop ver te zoeken.
In dit onderzoek is gekeken of hoogtegegevens in het Actueel Hoogtebestand Nederland (AHN) kunnen bijdragen aan een objectieve beoordeling. Doordat het AHN landsdekkend beschikbaar is, zijn er hoogtegegevens voor iedere molenbiotoop waardoor deze op een vergelijkbare manier kunnen worden beoordeeld. De biotoopnorm Om de molenbiotoop te beschermen heeft De Hollandsche Molen al in 1946 praktijknormen vastgesteld in de zogenoemde 1:100-regel. Deze regel houdt in dat elke 100 meter verder van de molen een obstakel één meter hoger mag zijn. De eerste 100 meter moet wel vrij blijven. Obstakels gelegen op meer dan 400 meter van de molen worden niet meer als hinderlijk beschouwd. Omdat de 1:100-regel in de bebouwde omgeving niet langer toepasbaar bleek, zijn door De Hollandsche Molen in 1982 nieuwe normen ontwikkeld en vastgelegd in het rapport "De inrichting van de omgeving van molens" [Werkgroep Molenbiotoop, 1982]. Volgens de biotoopformule (onderstaand kader) is te berekenen Evert-Jan Laméris. Beleidsmedewerker bij het programma DURP van het Ministerie van VROM. hoe de obstakelhoogte van gebouwen en bomen zich verhoudt tot de afstand van de molen. Anders gezegd: hoe hoog mag een bepaald obstakel zijn op een bepaalde afstand van een molen zonder windbelemmering te veroorzaken? De biotoopformule wordt vooral toegepast om te kunnen bepalen of een enkel obstakel op een bepaalde afstand van de molen te hoog is. Het is echter zeer arbeidsintensief om een complete biotoop-inventarisatie te maken omdat dan alle objecten (waaronder bomen) met hun hoogte in een gebied tot 400 meter van de molen moeten worden geïnventariseerd. Gebruik van geo-informatie Tijdens mijn studie kwam ik in aanraking met het Actueel Hoogtebestand Nederland. De hoogtegegevens in het AHN landsdekkend en met een hoge dichtheid zijn verkregen met behulp van laseraltimetrie. Bij het aftasten van het aardoppervlak wordt geen onderscheid gemaakt tussen het maaiveld en eventuele objecten die boven het maaiveld zijn gelegen. Omdat de hoogte van bomen en huizen juist interessant zijn voor het bepalen van de windhinder in de molenbiotoop heb ik deze voor veel toepassingen weggefilterde hoogtegegevens gebruikt in mijn onderzoek. Obstakels die windhinder voor molens veroorzaken kunnen dus in de hoogtegegevens zijn opgenomen. De hoogtemetingen in het AHN zijn op willekeurige plaatsen op en boven het maaiveld verricht. Er is als het ware een deken over het gebied neergelaten, waarbij met een minimale dichtheid van één meting per 16 m 2 gegevens zijn ingewonnen. 303 De biotoopformule De biotoopformule is als volgt: Onderzoeksmethodiek H(x) = X/n + c * z waarin: H = hoogte obstakel X = afstand obstakel tot molen n = 140 voor open gebied, 75 voor ruw gebied, 50 voor gesloten gebied c = constante = 0,2 z = askophoogte (helft van lengte gevlucht + evt. stellinghoogte) De eerste 100 meter dient vrij te zijn van obstakels. Bij stellingmolens en andere verhoogde molens is de stellinghoogte bepalend. Obstakels binnen 100 meter moeten onder dit niveau blijven. Vanaf 100 meter geldt een oplopende lijn die met de biotoopformule te bepalen is. Wanneer de omgeving van de beschouwde molen voldoet aan deze eisen uit de formule is er sprake van een toelaatbare situatie. Binnen de 400 meter molenbiotoop zijn in het AHN minimaal 30.000 hoogtemetingen verricht. Met behulp van de biotoopformule zijn deze hoogtemetingen geanalyseerd. Van elke meetlocatie is de afstand tot de bijbehorende molen vastgesteld. Met de biotoopformule is vervolgens bepaald hoe hoog het betreffende obstakel mag zijn. Wanneer de meetwaarde uitkomt boven de maximaal toegestane hoogte is er sprake van een overschrijding van de biotoopnorm. Hoe groter de overschrijding van de biotoopnorm op een bepaalde locatie, hoe meer windhinder dit voor de molen oplevert. Alle metingen en berekeningen tezamen leveren een beeld van de locaties op waar de biotoopnorm wordt overschreden met de mate van overschrijding. Molengegevens Om de biotoopformule te kunnen gebruiken, moeten alle gegevens voor het invullen van de biotoopformule bekend zijn. Gegevens over alle molens, zoals wieklengte en eventueel stellinghoogte, worden bijgehouden in het Nederlands Molenbestand van De Hollandsche Molen. Wat echter ontbrak was de locatie van de molen, die noodzakelijk was om de molens te kunnen combineren met de hoogtegegevens uit het AHN.
De Nederlandse windmolens moesten dus op de kaart worden gezet. De meeste molens zijn als puntobjecten in Top10vector opgenomen. Andere locaties zijn afgeleid uit andere bronnen zoals de Rijksdienst voor Monumentenzorg die alle Rijksmonumenten op de kaart heeft gezet. Voorts hebben enkele provincies molens in hun Cultuurhistorische Hoofdstructuur opgenomen. Voor molens waarvan geen locatie in bestaande gegevens te vinden was, bijvoorbeeld recentelijk verplaatste molens, is enig veldwerk verricht met behulp van een GPS-ontvanger. Alle molens in het Nederlands Molenbestand zijn op deze manier voorzien van een X- en een Y-coördinaat (onderstaand kader). Fig. 2. Hoogtemetingen die de biotoopnorm overschrijden 304 Molenlocaties op het internet De voor dit onderzoek uitgezochte molenlocaties zijn beschikbaar voor iedereen die er gebruik van wil maken. Op www.molenkaart.tk is via een internetviewer een digitale kaart van Nederland te zien waar alle molenlocaties op staan. Aan de molenlocaties zijn de naam en plaats gekoppeld. Tevens is er een link opgenomen naar de administratieve gegevens in de molendatabase op de website van De Hollandsche Molen. De molenlocaties kunnen ook middels een WebMapService (WMS) in bestaande geografische informatiesystemen worden ingelezen. De WMS is te vinden op internet: 82.168.224.120/cgi-bin/mapserv. exe?map=e:/website/molens/molens.map Overschrijding Ondergrond Topografische Dienst Kadaster Sectoren De hoogtemetingen in de molenbiotoop die de biotoopnorm overschrijden, vormen een ongeordend geheel. Door de opbouw en de eigenschappen van het AHN varieert de ligging van de hoogtemetingen. Bovendien is de ligging van windhinderobjecten in iedere molenomgeving verschillend. Naast de mate van overschrijding moet dus ook de ligging van de hoogtemetingen gestandaardiseerd worden om ze voor verschillende molens vergelijkbaar te maken. Aangezien de wieklengtes van windmolens verschillen, is het niet mogelijk om een overschrijding van de biotoopnorm in meters voor verschillende molens te vergelijken. De verticale invloed van een obstakel is ongeveer tweemaal de hoogte van het object [Wieringa en Rijkoort, 1983]. Een obstakel met de hoogte van een halve wieklengte heeft dus effect op de gehele molen. Obstakels die meer dan een halve wieklengte boven de biotoopnorm uitsteken, leveren dus een maximale windhinder op voor de molen. De mate van overschrijding kan gestandaardiseerd worden door de overschrijding in meters te relateren aan de halve wieklengte in meters. Hierdoor ontstaat een dimensieloze maat voor de overschrijding van de biotoopnorm, de relatieve overschrijding, die vergelijkbaar is voor alle molens. Voorbeeld: Op een bepaalde locatie steekt een object 5 meter boven de biotoopnorm uit. Bij een molen met een wieklengte van 20 meter bedraagt dan de relatieve overschrijding 5/(0,5 * 20) = 0,5. In fig. 2 is voor een molen te zien welke hoogtemetingen de biotoopnorm overschrijden, de kleur van de stippen correspondeert met de categorie-indeling in tabel 1. Fig. 3. Indeling in hoofdwindrichtingen De hoogtemetingen zijn ruimtelijk gestandaardiseerd op basis van de acht hoofdwindrichtingen (fig. 3). Binnen een hoofdwindrichting is een indeling gemaakt in sectoren. Op basis van afstand en hoek worden de hoogtemetingen per molenbiotoop in sectoren ingedeeld. Per hoofdwindrichting is de volgende indeling gemaakt: er zijn acht ringen gemaakt van elk 50 meter lang zodat ze de volledige 400 meter beslaan en elke ring is verdeeld in één tot acht sectoren. Per hoofdwindrichting ontstaan zo 36 sectoren. Als voorbeeld is de sector noord weergegeven (fig. 4). Relatieve < 0.2 0.2-0.4-0.6 > 0.8 overschrijding 0.4 0.6 0.8 Kleur Categorie 1 2 3 4 5 Tabel 1. Categorie-indeling op basis van de relatieve overschrijding.
Fig. 4. Sectorindeling noord binnen de hoofdwindrichting Voor iedere molen worden de sectorscores opgeteld zodat per molen een totaalscore ontstaat. Op basis van deze totaalscores zijn de molens ingedeeld in de bekende vijf categorieën. Bij de toekenning van de categorie is gestreefd naar een brede spreiding zodat de molens onderling goed te vergelijken zijn. Resultaten Fig. 5. Standaardisatie van de hoogtemetingen om molens onderling te vergelijken. Voor alle Drentse molens is met behulp van hoogtegegevens uit het AHN een score voor de windhinder in de molenbiotoop bepaald (fig. 6). Van deze 35 molens zijn de hoogtegegevens in een straal van 400 meter rond de molen meegenomen in het onderzoek. Het ging in totaal om 1.406.736 hoogtemetingen, waarvan uiteindelijk 34.800 hoogtemetingen de biotoopnorm bleken te overschrijden. De hoogtemetingen zijn volgens de geschetste methodiek verwerkt om te komen tot de totaalbeoordelingen van de molens. Ondergrond Topografische Dienst Kadaster De sectoren zijn voor iedere molen gelijk. Hierdoor zijn de molenbiotopen onderling te vergelijken. De willekeurig verspreide hoogtemetingen die de biotoopnorm overschrijden, zijn steeds toegekend aan één van de 36 sectoren. De maximale relatieve overschrijding in elk sector leidt tot de sectorscore. In fig. 5 is voor dezelfde molen als die uit fig. 2 ruimtelijk te zien hoe deze standaardisatie uitpakt. Maximale < 0.2 0.2-0.4-0.6 > 0.8 relatieve 0.4 0.6 0.8 overschrijding Kleur Sectorscore 1 2 3 4 5 Nadat de overschrijdingen en de locaties van de hoogtemetingen in sectorscores zijn gestandaardiseerd, moeten deze verwerkt worden tot één resultaat per molen. Hierbij wordt aangesloten bij de huidige waarderingsmethodiek waarbij de categorieën slecht, bedenkelijk, matig, aanvaardbaar en goed worden onderscheiden. Tabel 2. Sectorscore op basis van de relatieve overschrijding. Fig. 6: De beoordeling van alle Drentse molens De beoordeling zou nog verfijnd kunnen worden door de overheersende windrichting als factor in de berekening mee te nemen. Zo zal een obstakel in de sector zuidoost minder windhinder veroorzaken dan een vergelijkbaar object in de sector zuidwest. Geen absolute waardering Met behulp van hoogtegegevens uit het AHN is geprobeerd op een nieuwe manier naar de molenbiotoop te kijken. Gebeurde de boordeling van de molenbiotoop voorheen door verschillende molenaars op basis van een visuele inschatting, met de ontwikkelde methodiek is het mogelijk alle molens op dezelfde wijze te beoordelen. Hoeveel invloed de windhinder op het vermogen van een molen heeft, is lastig in te schatten. De ontwikkelde methodiek is daarom ook niet geschikt om de biotoop in absolute zin te waarderen. Wel zijn de waarderingen van de molens nu onderling vergelijkbaar waardoor een rangschikking tussen ernstige gevallen van windhinder of juist goede molenbiotopen mogelijk is. Op basis hiervan kan prioriteit worden gegeven aan 305
306 benarde situaties. Bovendien is het mogelijk om de waardering in de toekomst opnieuw uit te voeren na een actualisering van het AHN. Verbeteringen en verslechteringen in de molenbiotoop zijn op deze wijze te volgen. Dubbele moraal Dit onderzoek zit vol met keuzes. Keuzes voor sectoren, categorie-indelingen en de verschillende nauwkeurigheden van de beschikbare gegevens zorgen ervoor dat de onderzoeksresultaten ter discussie te stellen zijn. Het doel van deze studie was dan ook niet de perfecte methode te ontwikkelen. Dit onderzoek is één van de vele pogingen om de molen op de kaart te zetten (in dit geval ook letterlijk). Mensen moeten het bewustzijn krijgen dat de molen geen gebouw is als andere monumenten maar dat het een dynamisch monument is dat niet los kan worden gezien van zijn omgeving. Voor het behoud van een molen is het dus ook noodzakelijk dat de oorspronkelijke omgeving van een molen wordt behouden, of dat er in ieder geval rekening mee wordt gehouden. Onderzoekskader Het onderzoek is uitgevoerd als stage voor het behalen van Master of Science Geo-informatiekunde aan Wageningen Universiteit. Het adviesbureau Nexpri heeft het onderzoek gefaciliteerd. Uitgebreide gegevens zijn beschikbaar op de website www.molenbiotoop.tk. Hier kan ook een biotooprapport gemaakt worden van elke afzonderlijke Drentse molen inclusief kaartmateriaal van de hoogtemetingen die de biotoopnorm overschrijden. Literatuur Werkgroep Molenbiotoop van de Hollandsche Molen, De inrichting van de omgeving van molens, 1982. Wieringa, J. en Rijkoort, P.J, Windklimaat van Nederland, 1983. Samenvatting Ruimte voor molens met geo-informatie Door ruimtelijke ontwikkelingen wordt de natuurlijke omgeving van de molen bedreigd. Met behulp van hoogtegegevens uit het Actueel Hoogtebestand Nederland is een methode ontwikkeld om een uniforme en objectieve beoordeling te kunnen geven over de molenbiotoop. Alle Drentse molens zijn op deze manier beoordeeld. De beschreven methode maakt een vergelijking tussen molens mogelijk en kan bij herhaalde metingen inzicht geven in opgetreden veranderingen. Overheden worden hierdoor in staat gesteld bij het ontwikkelen van ruimtelijke plannen rekening te houden met windhinder en zo een betere bijdrage te leveren aan het behoud van molens. GEZIEN oped to uniformly and objectively assess the wind mill biotope. All wind mills in the Dutch province of Drenthe have been assessed accordingly. The method described enables comparison between wind mill biotopes and may provide insight into changes in the biotope when assessments are repeated over time. Thus, government agencies may take into account wind hindrance as a factor in physical planning as to contribute to the preservation of wind mills. KEYWORDS Use of geographical information, height measurement, research, applications Résumé De l espace pour les moulins grâce à la géo-information Par le développement spatial de l environnement naturel les moulins sont menacé. A l aide des données altimétriques de la base de données altimétrique actuelle des Pays- Bas (Actueel Hoogtebestand Nederland) on a développé une méthode d évaluation objective du biotope des moulins. La méthode autorise une comparaison entre moulins et permet par des mesures répétées de connaître les changements. Les autorités peuvent ainsi mieux évaluer la gêne du vent et aider à la conservation des moulins. MOTS CLÉS Emploi de l information géographique, mesure altimétrique, recherche, applications TREFWOORDEN Gebruik van geografische informatie, hoogtemeting, onderzoek, toepassingen Summary Space for mills with geo-information Geographic developments threaten the natural environment of wind mills. Based upon elevation measurements derived from the Actual Elevation model of the Netherlands a method has been devel- Bij een oproep voor de ING Amsterdam Marathon 2005 in: Atletiek Magazine maart 2005.