Kademuren en vispassage Commandeursmolen

(1)

KADEMUREN & VISPASSAGE

COMMANDEURSMOLEN

AFSTUDEERRAPPORT

AB&I 2012-2013

WATERSCHAP ROER & OVERMAAS

Marco van Rijn 2043064 Ontwerp Bas van Vliet 2043417 Management

Schoolbegeleider: Herman Koenen & Henk van de Wetering Bedrijfsbegeleider: Harry van Buggenum & Raf Dittrich Document: Afstudeerrapport

Opleiding: Civiele techniek Datum: 12 juni 2013

(2)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 1

KADEMUREN & VISPASSAGE

COMMANDEURSMOLEN

Dit rapport wordt opgenomen in de catalogus van het leer- en innovatiecentrum van Avans Hogeschool. Daarom zijn er trefwoorden opgesteld die de inhoud van dit rapport karakteriseren. Trefwoorden:

Vismigratie, vismigratieknelpunt, vispassage, vistrap, kademuur, oeververdediging, historische watermolen, waterschap, molentak, molengoot.

Niets uit dit rapport mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt worden door fotokopie of op welke andere wijze zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de auteur of

opdrachtgever.

Auteurs

Marco van Rijn

Ronkert 28 5094EW Lage Mierde T 06-15193246

E marcovrijn@hotmail.com Bas van Vliet

De korte vore 5 5531BB Bladel T 06-52128129

E basvv@hotmail.com

Opdrachtgever

Waterschap Roer & Overmaas Parklaan 10 6131KG Sittard Postbus 185 6130AD Sittard T 046-4205700 E info@overmaas.nl W www.overmaas.nl

Onderwijsinstelling

Avans Hogeschool Prof. Cobbenhagenlaan 13 5037DA Tilburg Postbus 1097 5004BB Tilburg T 013-5958100 E studentinfo@avans.nl W www.avans.nl

(3)

Voorwoord

Dit afstudeerrapport is het laatste schriftelijke deel van de verslaglegging van het afstudeerproject dat Marco van Rijn en Bas van Vliet voor de opleiding Civiele Techniek bij Avans Hogeschool te Tilburg hebben opgesteld. Gedurende onze opleiding Civiele Techniek is onze interesse voor waterbouw ontstaan. Naar aanleiding van onze beroepsspecifieke stages bij aannemersbedrijven in de waterbouw is deze interesse alleen nog maar groter geworden. We hadden duidelijk voor ogen dat we met een waterbouwkundig project wilden afstuderen. Bij de zoektocht naar een interessante afstudeeropdracht zijn we in contact gekomen met Waterschap Roer en Overmaas te Sittard. Tijdens het

sollicitatiegesprek is door het waterschap het project “kademuren en vispassage” Commandeursmolen voorgelegd. Omdat dit project uit een unieke combinatie van twee verschillende waterbouwkundige constructies bestaat waren we direct enthousiast. Wij hebben daarop besloten om de

afstudeeropdracht met genoegen te aanvaarden.

Hierbij willen wij het gehele waterschap en in het bijzonder Dhr. H. van Buggenum, Dhr. M. Smits en Dhr. R. Dittrich bedanken voor de hulp en ondersteuning bij dit project. Tevens willen wij Dhr. H. Koenen en Dhr. H. van de Wetering bedanken voor de begeleiding vanuit de hogeschool. Ten slotte willen wij ook Dhr. U. Dumont van het Duitse Ingenieursbüro Floecksmühle en Dhr. K. Hendrix en Dhr. G. van Hulzen van Adviesbureau Kragten bedanken voor hun deskundige bijdrage op het gebied van vismigratie en kademuren.

Wij zijn erg tevreden met het eindresultaat en hopen dat de lezer van dit rapport een duidelijk beeld krijgt van ons afstudeerproject en de uitwerking daarvan.

Sittard, 12 juni 2013 Marco van Rijn Bas van Vliet

(4)

Inhoudsopgave

Voorwoord ... 2 Samenvatting ... 5 Leeswijzer ... 6 1. Inleiding ... 7 2. Algemeen ... 8 2.1 Beschrijving projectgebied ... 8 2.2 Achtergrond ... 8 2.2 Probleemstelling ... 9 2.3 Doelstelling ...10 2.4 Resultaat ...10 3. Procesbeschrijving ...11 4. Vooronderzoek ...12 5. Hoofdonderzoek ...13

5.1 Programma van Eisen ...13

5.2 Variantenonderzoek vispassage ...13

5.2.1 Variant 1; traploze nevengeul ...15

5.2.2 Variant 2; technische vertical-slot vispassage ...16

5.2.3 Variant 3; bekkenvispassage met stortstenen ...17

5.2.4 Multi-criteria analyse vispassage ...18

5.3 Variantenonderzoek kademuren ...19

5.3.1 Variant A; gewichtsmuur ...20

5.3.2 Variant B; prefab keerwand (L-wand) ...21

5.3.3 Variant C; Damwand aan voorzijde voorzien van beton ...22

5.3.4 Multi-criteria analyse kademuren ...23

6. Uitwerking ...24 6.1 Projectplan ...24 6.2 Voorontwerp ...24 6.2.1 Hydrologische berekening ...24 6.3 Constructieberekeningen ...24 6.3.1 Damwandberekening ...24 6.3.2 Beton- en wapeningsberekening ...25 6.3.3 Opdrijvingsberekening ...25 6.4 Bestekstekeningen ...25 6.4.1 Kademuren ...25 6.4.2 Bodem...25 6.4.3 Vispassage...26 6.4.4 Commandeursmolen...26 6.4.5 Inzwemvoorziening ...27 6.5 Uitvoeringsplan ...27

(5)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 4 6.5.1 Planning ...27 6.5.2 Omgevingsmanagement ...27 6.5.3 Uitvoeringsmethode ...28 6.6 Kostenraming ...29 6.7 Interne documenten ...29 7. Verantwoording ...31 7.1 Aannames ...31 7.2 Keuzemomenten ...33 8. Conclusie ...37 9. Aanbevelingen ...38 Verklarende woordenlijst ...40 Afkortingen ...41 Bronnenlijst...42 Figurenlijst ...44 Bijbehorende documenten ...45

(6)

Samenvatting

Door het Zuid- Limburgse heuvellandschap meandert rivier de Geul. Het Nederlandse deel van de Geul dat onder het beheer van Waterschap Roer en Overmaas (WRO) valt bevat een aantal

vismigratieknelpunten. WRO heeft als doelstelling deze knelpunten op te heffen en zo vrije vismigratie in de Geul mogelijk te maken.

In het Limburgse dorp Mechelen, in de gemeente Gulpen- Wittem, bevindt zich een dergelijk vismigratieknelpunt. Het betreft hier een historische watermolen uit de 13de_{eeuw (De}

Commandeursmolen) die nog steeds in gebruik is voor het opwekken van groene stroom. Doordat het water in de molen ongeveer 3,5m naar beneden valt kunnen vissen niet verder de Geul optrekken. Benedenstrooms van de molen bevindt zich 120 meter kademuur in de molentak die het water van de watermolen afvoert richting de Geul. Deze kademuren verkeren in zeer slechte staat. Dit leidt tot een gevaarlijke situatie op de naastliggende ontsluitingsweg van het dorp Mechelen en het terrein van de watermolen. Om deze redenen heeft het waterschap besloten de kademuren te vervangen.

Samengevat is het hoofddoel de waterbouwkundige constructies in de directe omgeving van de Commandeursmolen aan de huidige eisen op het gebied van ecologie, hydrologie en constructie te laten voldoen.

Met behulp van een bureaustudie, literatuurstudie en gesprekken met belanghebbenden en

specialisten op het gebied van ecologie, hydrologie en civieltechnische constructies is een programma van eisen opgesteld waar de nieuwe constructie aan dient te voldoen.

Vanuit dit programma van eisen is een variantenonderzoek uitgevoerd voor zowel de kademuren als de vispassage. Uit dit onderzoek is geconcludeerd dat een technische vertical-slot vispassage geïntegreerd met de nieuwe kademuren de meest geschikte oplossing is om de doelstelling van Waterschap Roer en Overmaas te vervullen. De kademuren worden uitgevoerd als stalen damwanden die aan de voorzijde voorzien worden van beton. Tegen deze betonconstructie komt de nieuwe vertical-slot vispassage te liggen. Een vispassage bij de molen kan alleen in de molentak komen te liggen wegens ruimtegebrek. Ook qua kosten is een integratie van de vispassage met de kademuren een interessante oplossing.

De belangrijkste redenen om voor een technische vertical-slot vispassage te kiezen zijn:  Laag debiet door vispassage, 190l/s. (gering effect op functioneren watermolen);  Gunstige ligging voor vismigratie in permanent watervoerende molentak;

 Hoge belevingswaarde.

De belangrijkste redenen om de nieuwe kademuren uit te voeren als een stalen damwand welke aan voorzijde wordt van beton zijn:

 Eenvoudige integratie met vispassage;

 Geringe ruimte achter de kademuur nodig door slanke constructie;

 Weinig overlast voor verkeer en omwonenden door gering ruimtegebruik tijdens de uitvoering.

Het ontwerp van de kademuren en vispassage is vervolgens uitgewerkt tot besteksniveau. Hiervoor is een voorontwerp, projectplan, constructieberekening, bestekstekening, uitvoeringsplan en een kostenraming opgesteld. Deze documenten stellen de lezer in staat het ontwerp beter te begrijpen.

De benedenstroomse molentak van de Commandeursmolen, waar de nieuwe kademuren en

vispassage komen te liggen, helpt met de afvoer van water in de Geul bij piekafvoeren. De aanleg van een vispassage in het doorstroomprofiel betekent dat de molentak versmald wordt en minder water af kan voeren. Om deze reden is gekozen de vispassage aan de kademuur te ‘hangen’. Het water dat de molentak afvoert kan op deze manier onder de vispassage doorstromen. Dit is een constructie die zelden op deze manier is toegepast in Nederland.

(7)

Leeswijzer

Hoofdstuk Bijbehorend(e) document(en) Samenvatting

1. Inleiding - De inleiding licht kort het project en de verrichte werkzaamheden toe.

2. Algemeen - Dit hoofdstuk beschrijft de algemene aspecten betreffende het project “kademuren en vispassage Commandeursmolen”.

3. Aanpak Plan van Aanpak Het Plan van Aanpak bestaat uit een projectomschrijving, procesbeschrijving en

resultaatbeschrijving. Tevens is de projectorganisatie beschreven en is een overall-planning van de afstudeerperiode bijgevoegd.

4. Vooronderzoek Vooronderzoek Het vooronderzoek is uitgevoerd aan het begin van de afstudeerperiode. In dit hoofdstuk is beschreven welke onderzoeken er hebben plaatsgevonden voordat het hoofdonderzoek heeft kunnen plaatsvinden, bijvoorbeeld een bureaustudie en de in het verleden uitgevoerde vooronderzoeken.

5. Hoofonderzoek Programma van Eisen Variantenonderzoek

In het hoofdonderzoek is een PvE opgesteld waarin beschreven is aan welke aan welke voorwaarden de vispassage en kademuren moeten voldoen. Aan de hand hiervan is een variantenonderzoek opgesteld om te beslissen welk type vispassage en kademuur het meest geschikt is om aan doelstellingen van WRO te voldoen.

6. Uitwerking Projectplan Voorontwerp Constructieberekeningen Besteks- en presentatietekeningen Uitvoeringsplan Kostenraming Interne documenten

In de fase uitwerking is de gekozen variant verder uitgewerkt tot besteksniveau. In dit hoofdstuk zijn alle documenten beschreven die zijn opgesteld ten behoeve van de uitwerking van het project. Hierbij wordt het projectplan, het voorontwerp, de constructieberekeningen, de besteks- en presentatietekeningen, het uitvoeringsplan en de kostenraming toegelicht.

7. Verantwoording - Tijdens het afstudeerproces hebben er een groot aantal keuzemomenten plaatsgevonden. Deze zijn beschreven met daarbij een onderbouwing voor de gemaakte keuze. Sommige keuzes konden niet onderbouwd worden door bepaalde omstandigheden. Voor deze gevallen is een zo realistisch mogelijke aanname gedaan waarmee in de verdere uitwerking van het project rekening is

gehouden. Deze aannames zijn ook toegelicht in dit hoofdstuk.

8. Conclusie - In het hoofdstuk conclusie zijn de uitkomsten van verschillende onderzoeken beschreven met daarbij een omschrijving van de best mogelijke keuze voor de kademuren en vispassage voor Waterschap Roer en Overmaas.

9. Aanbevelingen - Uit de verschillende onderzoeken zijn een aantal aspecten naar voren gekomen die niet zijn meegenomen in dit rapport maar wel belangrijk zijn om verder te onderzoeken. Deze aanbevelingen zijn in dit hoofdstuk opgesomd met daarbij een beschrijving per aanbeveling.

(8)

1. Inleiding

Waterschap Roer en Overmaas (WRO) heeft een projectgroep samengesteld om te werken aan een oplossing voor het vismigratieknelpunt en de vervallen kademuren nabij de Commandeursmolen. De projectleider van dit project is Dhr. Dittrich. Onder leiding van hem werken vismigratiespecialist Dhr. Gubbels, ecologen Dhr. Smits en Dhr. van Buggenum, hydroloog Dhr. Dinnesen en de afstudeerders Dhr. van Vliet en Dhr. van Rijn. Ter ondersteuning zijn ook externe deskundigen bij dit project

betrokken. Voor de vispassage is dit het Duitse Ingenieursbüro Floecksmühle en voor de kademuren is dit Adviesbureau Kragten.

Dit eindrapport is opgesteld na het afronden van het afstudeerproject “Kademuren en vispassage Commandeursmolen. De nieuwe kademuren en vispassage hebben de functie ervoor te zorgen dat de historische watermolen ongehinderd water kan afvoeren naar de Geul, de constructieve veiligheid van omliggende gebouwen en infrastructuur gewaarborgd blijft en vissen vrij door de Geul kunnen migreren. De kademuren en vispassage zijn gelegen ten zuiden van de Hoofdstraat in Mechelen, gemeente Gulpen- Wittem (Limburg).

In dit eindrapport wordt dieper ingegaan op de toekomstige inrichting van de Geul nabij de

Commandeursmolen. Zaken die betrekking hebben op de kademuren en de vispassage zijn van het initiatief tot en met besteksniveau uitgewerkt.

De bevindingen en resultaten van de uitgevoerde onderzoeken worden beschreven, zodat duidelijk wordt wat het exacte probleem is. Er is een programma van eisen opgesteld met daarin de eisen en randvoorwaarden van dit project. Dit PvE heeft later gediend als leidraad voor het

variantenonderzoek, het voorontwerp en de projectplannen. Vervolgens zijn constructieberekeningen uitgevoerd, die als input voor de bestekstekeningen dienen. Uiteindelijk is op basis van alle

voorgaande stukken een uitvoeringsplan en een kostenraming opgesteld.

Al deze documenten samen vormen het totaalplan voor het uit te voeren project “Kademuren en vispassage Commandeursmolen”.

(9)

2. Algemeen

2.1 Beschrijving projectgebied

De Commandeursmolen, in de volksmond ook wel Onderste Molen genoemd, is een watermolen die dateert uit de 13e_{eeuw (zie figuur 1). De molen kent een rijke geschiedenis waarin deze dienst deed}

als koren- en papiermolen. Tot halverwege de 19e_{eeuw werd gebruik gemaakt van twee waterraden,}

die inmiddels zijn vervangen door één turbine. In de afgelopen tien jaar heeft de Commandeursmolen een moderniseringsslag ondergaan waarbij de molen compleet opnieuw is ingericht voor de

opwekking van elektriciteit en het volautomatisch produceren van biologische bakkersproducten. De turbine van de watermolen gebruikt het water van de Geul. De molentak die het water voor de Commandeursmolen aanvoert splitst zich 325 meter bovenstrooms af van de Geul, waar doormiddel van een cascadestuw het water tussen de molen- en Geultak verdeeld wordt (zie figuur 5). Bij lage afvoeren valt de Geul nagenoeg droog doordat de Commandeursmolen (met bijbehorende stuwen molenrechten) de volledige afvoer van de Geul opeist (zie figuur 6). Er stroomt in die situatie geen water over de cascadestuw maar het beschikbare debiet stroomt volledig door de molentak naar de Commandeursmolen.

De oevers van de bovenstroomse molentak zijn gedeeltelijk natuurlijk en bestaan plaatselijk uit kademuren. Benedenstrooms van de molen bestaan de oevers van de molentak vanwege het grote hoogteverschil tussen het maaiveld en de beekbodem volledig uit kademuren (zie figuur 3). De benedenstroomse molentak voert het water van de Commandeursmolen weer af naar de Geul. Naast de cascadestuw bevindt zich een inlaatsluis bestaande uit twee schuiven die de watertoevoer in de molentak naar de molen regelt. In 1986 is door de toenmalige waterbeheerder, Provincie Limburg, aan de andere zijde van de cascadestuw een vistrap aangelegd welke niet goed functioneert (zie figuur 4).

De Commandeursmolen zelf ligt aan de Hoofdstraat in het buurtschap Overgeul bij Mechelen. (Bron: www.molendatabase.nl )

Figuur 1 Commandeursmolen bovenstrooms Figuur 2 Molen benedenstrooms Figuur 3 Kademuren benedenstroomse molentak

Figuur 4 Huidige vispassage Figuur 5 Cascadestuw; verdeelwerk Figuur 6 Droogliggende Geultak

2.2 Achtergrond

In de Geul zijn de afgelopen jaren ongeveer dertig vissoorten waargenomen. Hiermee is de Geul één van de meest soortrijke beken van Nederland. Er komen bovendien zeer zeldzame vissoorten voor die elders in Nederland niet of nauwelijks worden aangetroffen. Voorbeelden hiervan zijn de Elrits en de Beekdonderpad.

(10)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 9 Het is voor vissen erg belangrijk dat ze zich vrij door een beek kunnen verplaatsen. Ze zijn dan in staat om ongehinderd op zoek te gaan naar geschikte plekken om voedsel te zoeken of om zich voort te planten.

Veel vissoorten in de Geul verplaatsen zich uitsluitend binnen de Geul zelf en leggen afstanden af van tientallen meters tot enkele kilometers. Er zijn echter ook soorten die migreren tussen Geul en Maas (o.a. Barbeel en Kopvoorn) en zelfs tussen Geul en Noordzee (o.a. Aal en Rivierprik). Deze soorten leggen (veel) grotere afstanden af, tot wel honderden kilometers. De Aal overbrugt zelfs een afstand van duizenden kilometers.

Om die migraties te kunnen uitvoeren is het noodzakelijk dat er geen barrières in het watersysteem aanwezig zijn. Helaas is de praktijk anders, ook in de Geul. Op verschillende locaties bevinden zich obstakels die het vissen (vrijwel) onmogelijk maakt om ongehinderd te kunnen migreren. Het waterschap is al vele jaren druk doende om de aanwezige barrières passeerbaar te maken door middel van het aanleggen van vispassages. Dit zijn constructies die het vissen mogelijk maakt om een obstakel heen te zwemmen. In de afgelopen vijftien jaar heeft het waterschap al diverse barrières in de Geul op deze manier passeerbaar gemaakt.

Eén van de obstakels in de Geul die momenteel de aandacht van het waterschap heeft, is de Commandeursmolen te Mechelen.

(Bron: Intranet Waterschap Roer en Overmaas/Thema’s/Vis- en Vismigratie/Vismigratie Geul)

2.2 Probleemstelling

De probleemstelling voor dit project is tweeledig. Er is een probleem op het gebied van vismigratie en er is ook een probleem op het gebied van constructieve veiligheid. Hieronder worden de problemen per

onderwerp toegelicht:

De Commandeursmolen en de cascadestuw, vormen een onneembare barrière voor

stroomopwaarts migrerende vissen. Het te overbruggen verval bij de molenstuw is ± 3,5m en bij de cascadestuw ± 2,5m. In 1986 is door Provincie Limburg, de toenmalige waterbeheerder, een vistrap bij de cascadestuw

aangelegd. Deze vistrap functioneert niet goed. Reden hiervan is dat de peilsprong per trap te hoog en het debiet over de vispassage te laag is. Daarnaast verkeren de kademuren, aangelegd in de jaren ’20 van de vorige eeuw, in de molentak benedenstrooms van de

Commandeursmolen in zeer slechte staat. De constructie is op diverse plaatsen onderspoeld geraakt en er is veel scheurvorming in de muren zichtbaar. Deze situatie vormt een risico voor diverse gebouwen en infrastructurele objecten die direct naast de molentak liggen.

(11)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 10 Het gaat hierbij om een woning, de Commandeursmolen, kabels en leidingen, een voetpad en een ontsluitingsweg (Hoofdstraat, Mechelen). Behalve voorgenoemd risico vormen de slechte kademuren ook een gevaar voor wateroverlast als het water van de Commandeursmolen niet ongehinderd afgevoerd wordt naar de Geul.

2.3 Doelstelling

Het hoofddoel is de waterbouwkundige constructies in de directe omgeving van de

Commandeursmolen weer aan de huidige eisen op het gebied van ecologie, hydrologie en constructie te laten voldoen (zie programma van eisen).

Dit hoofddoel is tweeledig en kan verder worden uitgewerkt in de volgende doelstellingen:

 Het eerste doel is het bovenstroomse en benedenstroomse beekpand met elkaar te verbinden zodat migrerende vissen de Commandeursmolen kunnen passeren. Dit wordt gerealiseerd door de bestaande vispassage te vervangen door een nieuwe vismigratievoorziening, die conform de nieuwste inzichten op het gebied van vispassages wordt aangelegd. Het leefgebied van vissen in de Geul wordt op deze manier vergroot. Het opheffen van het vismigratieknelpunt draagt tevens bij aan realisatie van de doelen van de Europese Kaderrichtlijn Water.

 Daarnaast wordt een verbetering van de kademuren in de molentak van de Commandeursmolen in zowel visueel als constructief oogpunt tot doel gesteld.

2.4 Resultaat

Evenals de probleem- en doelstelling is ook het resultaat van dit project tweeledig:  Onbelemmerde vismigratie in de Geul ter hoogte van Mechelen. Hierbij wordt de

Commandeursmolen (en bijbehorende stuwen molenrechten) zo min mogelijk benadeeld als gevolg van waterverlies door de aan te leggen vispassage;

 Nieuwe kademuren in de benedenstroomse molentak van de Commandeursmolen die visueel en constructief voldoen aan de huidige eisen.

(12)

3. Procesbeschrijving

Om tot een totaalplan voor de vispassage en kademuren te komen zijn een aantal projectfasen doorlopen die samen het werkproces vormen (zie figuur 8).

Na goedkeuring van het Plan van Aanpak is ten eerste een vooronderzoek uitgevoerd om een goed beeld van de totale situatie te verkrijgen en de benodigde gegevens te verzamelen. Met de resultaten uit het vooronderzoek is het hoofdonderzoek van start gegaan. Het eerste opgestelde document in de onderzoeksfase is het programma van eisen. Aan de hand van het programma van eisen zijn voor zowel de kademuren als de vispassage een drietal varianten opgesteld. Deze alternatieven zijn duidelijk onderbouwd en tegen elkaar afgewogen in het variantenonderzoek. De conclusies uit dit variantenonderzoek dienen als afsluiting van de onderzoeksfase.

Vervolgens zijn in de laatste fase de voorkeursvarianten uit het varianteonderzoek verder uitgewerkt tot een ontwerp op besteksniveau met het bijbehorend projecten uitvoeringsplan.

Dit werkproces is gedetailleerder beschreven in het Plan van Aanpak dat als bijbehorend document bij dit afstudeerrapport is bijgevoegd.

Figuur 8 Schematische weergave projectverloop Vooronderzoek

• Bureauonderzoek

• Gesprekken met oud-projectleiders • Terreininventarisatie

• Literatuurstudie

Hoofdonderzoek

• Programma van Eisen • Variantenonderzoek

Uitwerking

• Projectplan (incl. voorontwerp) • Constructieberekeningen • Bestekstekeningen • Uitvoeringsplan • Kostenraming

(13)

4. Vooronderzoek

Om een goed beeld te vormen van de eigenschappen en het verleden van het project, de omgeving van de Commandeursmolen en de rivier de Geul is een vooronderzoek uitgevoerd (zie bijbehorend document; vooronderzoek). Het onderzoek bestond aanvankelijk in hoofdlijnen uit “bureauonderzoek” bij het waterschap. Het bureauonderzoek bevatte onder andere:

 Onderzoek van projectmap van de herinrichting van de Geul ter hoogte van Mechelen;  Onderzoek van projectmap van een eerdere opstart in 2005 van het project “kademuren en

vispassage Commandeursmolen”;

 Onderzoek van een projectmap van de beheerder vergunningen etc. voor de Commandeursmolen;

 Onderzoek in het digitaal archief van Waterschap Roer en Overmaas;

Uit dit vooronderzoek bleek dat het project “kademuren en vispassage Commandeursmolen” een rijke geschiedenis kent bij WRO. Er zijn in het verleden al meerdere onderzoeken uitgevoerd en rapporten geschreven voor de kademuren en vispassage bij de Commandeursmolen. Het project is echter nooit volledig en serieus opgestart met de intentie om tot uitvoering te komen.

Om meer opheldering te krijgen over het complexe verleden tussen WRO en de Commandeursmolen zijn gesprekken gevoerd met de voormalig projectleider van het project (Dhr. P. Brouwers) en de deskundige op het gebied van watermolens bij het waterschap (Dhr. van Lankveld). Van deze gesprekken zijn verslagen gemaakt die tevens in het vooronderzoek verwerkt zijn.

Om de benodigde gegevens op het gebied van hydrologie (waterafvoer van de Geul) en ecologie (vissoorten in de Geul) te verkrijgen zijn gesprekken gevoerd met hydroloog Dhr. R. Dinnesen en ecoloog Dhr. R. Gubbels (zie voor een uitgebreid verslag het vooronderzoek en de

besprekingsverslagen). Naar aanleiding van deze gesprekken zijn documenten en bestanden verstrekt die in de verdere uitwerking van het project zijn meegenomen.

Ten slotte zijn door de afdeling Geografische Informatie Voorziening van het waterschap de

benodigde dwarsprofielen, plattegronden en NAP-hoogten verstrekt. Deze bestanden zijn gebruikt als basis voor het tekenwerk dat in het kader van het afstudeerproject is verricht. Met het verkrijgen van deze informatie is het bureauonderzoek afgesloten.

Vervolgens is in het veld een terreininventarisatie uitgevoerd. Deze inventarisatie bestaat uit een fotoreportage van het projectgebied (visuele inspectie), het aanvragen van een oriënterende KLIC-melding, een inmeting van de situatie onder de Commandeursmolen, een grondonderzoek en een sondering.

Ten slotte is voor de uitwerking van de afstudeeropdracht een literatuurstudie uitgevoerd waarbij alle relevante literatuur voor het afstudeerproject is verzameld. Met het afronden van de literatuurstudie is het vooronderzoek afgesloten.

(14)

5. Hoofdonderzoek

5.1 Programma van Eisen

Het Programma van Eisen (PvE) is opgesteld op basis van een integrale afweging van op de eerste plaats hydrologische en ecologische eisen welke hoofdzakelijk van toepassing zijn op de vispassage. De eisen voor de vispassage zijn onder andere gebaseerd op de behoefte van de maatgevende vissen die in de Geul voorkomen, zie onderstaande tabel.

Vissoort Maximale

stroomsnelheid demping Energie diepte Water Lengte kamer Breedte kamer Breedte slot

Beekforel 1,9m/s 200 W/m³ 0,5m 1,8m 1,35m 0,15m Kopvoorn 2,0m/s 150W/m³ 0,5m 2,2m 1,65m 0,2 Barbeel 1,8m/s 150W/m³ 0,5m 3m 2,25m 0,3

(bron: Merkblatt DWA-M 509)

Behalve de hiervoor genoemde eisen zijn ook randvoorwaarden die voortkomen uit het landschap, cultuurhistorie, recreatie, beheer en onderhoud en praktische uitvoerbaarheid belangrijk.

Deze randvoorwaarden zijn zowel voor de vispassage als de kademuren van groot belang en zijn bij de verdere uitwerking van het project in acht genomen.

Voor het totaalbeeld van alle randvoorwaarden en eisen wordt verwezen naar het bijbehorende document Programma van Eisen.

5.2 Variantenonderzoek vispassage

De realisatie van een vispassage is een complexe opgave, waarvoor geen standaardoplossing bestaat. Elke vismigratiebarrière is anders en vraagt om een maatwerkoplossing waarbij de voor- en nadelen van verschillende varianten tegen elkaar afgewogen worden.

Op basis van het resultaat van het vooronderzoek en het Programma van Eisen is een voorselectie voor het type vispassage uitgevoerd. Uit deze voorselectie zijn een drietal varianten voor de vispassage opgesteld:

 Traploze nevengeul;

 Technische vertical-slot vispassage;  Bekkenvispassage met stortstenen.

Van elke variant is een plattegrond en een principedoorsnede getekend. Daarnaast is een globale hydrologische berekening uitgevoerd om het nadeel dat de watermolen van de vispassage ondervindt te bepalen. Om alle varianten gelijk te beoordelen zijn alle varianten gedetailleerd beschreven op de volgende criteria:

 Algemeen: o Lengte;

o Aantal treden; inschatting op basis van eenvoudig hydrologisch model; o Effect op functioneren turbine watermolen.

 Hydrologisch functioneren:

o Benodigd debiet (15% voorjaarsafvoer);

o Optredende stroomsnelheden; inschatting op basis van eenvoudig hydrologisch model;

o Werking bij verschillende waterpeilen; o Ontwatering gebied;

(15)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 14 o Hydrologische neveneffecten.

 Ecologisch functioneren:

o Stromingsgeleiding bovenstrooms; herkenbaarheid, positie aantakking; o Lokstroom benedenstrooms; herkenbaarheid, positie aantakking; o Ecologische meerwaarde en neveneffecten;

o Passeerbaarheid voor doelsoorten.  Landschappelijk ecologisch functioneren:

o Landschappelijke inpassing; o Recreatieve belevingswaarde; o Cultuurhistorie.

 Technisch functioneren;

o Stabiliteit en duurzaamheid; o Technische plus- en minpunten; o Risicofactoren tijdens de uitvoering; o Beheer en onderhoud;

o Grondsituatie.  Totaalkosten.

Ten slotte zijn de varianten door middel van een multicriteria-analyse tegen elkaar afgewogen. Vanuit deze analyse is onderbouwd voorstel voor het meest geschikte type vispassage naar het Waterschap gedaan. Voor de verdere uitwerking zie het bijbehorend document variantenonderzoek.

(16)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 15 5.2.1 Variant 1; traploze nevengeul

De traploze nevengeul is een natuurlijke beek die als vispassage wordt aangelegd naast de

hoofdwaterloop. (zie figuur 9 en 10) Door de grote lengte van de nevenbeek, het lage bodemverhang en het meanderende karakter kan het peilverschil zonder drempels of andere technische maatregelen worden overbrugd. De traploze nevengeul bij de Commandeursmolen doorkruist het land dat tussen de molentak en de Geultak gelegen is. De nevengeul is ontworpen als een smal, sterk meanderend beekje wat de eerste meters boven het maaiveld “uitreikt” en verder stroomafwaarts diep in het maaiveld “ingesneden” ligt. De uitkomst van de globale hydrologische berekening van deze variant wijst uit dat het debiet door de vispassage ongeveer 540l/s is. In onderstaande tabel zijn globaal de voor- en nadelen van deze variant beschreven:

Voordelen Nadelen

Natuurlijke vorm van een vispassage, geschikt voor vele soorten vissen en macrofauna.

Groot ruimtebeslag, veel grondaankoop is noodzakelijk.

Landschappelijk zeer goed inpasbaar. De in- en uitstroomopening zijn beide niet optimaal ten

opzichte van de barrière geplaatst. Door de aanzienlijke lengte en meandering wordt veel

extra leefgebied voor doelsoorten gerealiseerd. Bij lage debieten worden de minimale eisen aan waterdiepte en stroomsnelheid zelden gehaald en zal de nevenbeek niet (goed) functioneren.

Geen of weinig gebiedsvreemd materiaal (bijv. beton) De weerstand door begroeiing heeft veel invloed op

het functioneren van een nevenbeek: sturing door beheer is slechts gedeeltelijk mogelijk.

Peilbeheer is nog beperkt mogelijk. Een nevengeul werkt drainerend op de directe

omgeving. Weinig overlast in omgeving tijdens uitvoering

(vanwege locatie in een weiland). Omdat de Geul- en de molentak in dit gebied al parallel lopen komt er met de traploze nevengeul nog een derde waterloop bij die parallel stroomt.

Hoog debiet, veel schade voor molenaar.

(17)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 16 5.2.2 Variant 2; technische vertical-slot vispassage

De vertical-slot vispassage is een technische vispassage die bestaat uit een langgerekte bak met tussenschotten (zie figuur 11 en 12). In deze tussenschotten zijn verticale sleuven aangebracht, de zogenaamde “vertical-slots”. De vertical-slots lopen van de bodem tot aan de bovenzijde van de vispassage.

De technische vertical-slot vispassage is de enige vispassage die in de molentak van de

Commandeursmolen gesitueerd kan worden vanwege de beperkte ruimte ter plaatse van de molen. Deze variant begint bij de instroom van de brug onder de Hoofdstraat en zal achtereenvolgens onder de brug naar de maalderij en onder de watermolen doorgebracht worden om bovenstrooms aan te sluiten op de molentak. De uitkomst van de globale hydrologische berekening wijst uit dat het debiet door deze vispassage ongeveer 190l/s bedraagt. In onderstaande tabel zijn globaal de voor- en nadelen van deze variant beschreven:

Goede peilbeheersing, bij lage afvoer eenvoudig af te sluiten.

Weinig tot geen aanvullend habitat. Geschikt voor variërende peilen als gevolg van

afvoerfluctuaties in beken Geringe landschappelijke waarde.

Goed te ontwerpen en realiseren en daarmee goede vispasseerbaarheid.

Beperkte lokstroom (laag debiet door vispassage). Gering ruimtebeslag (lengte en breedte), geschikt voor

plaatsing naast en onder barrières. Dure constructie om de vispassage onder de watermolen door te laten stromen. Vissen kunnen de hele waterkolom (hun voorkeursdiepte

gebruiken). Uitstroomopening in stagnant water van het stuwpand bovenstrooms van de watermolen.

Hoge belevingswaarde vanwege ligging naast drukke Hoofdstraat

Laag debiet, weinig schade voor molenaar. Positionering ingang vispassage in molentak

Commandeursmolen (altijd voldoende debiet). Doordat er normaliter meer water door de molentak stroomt t.o.v. de Geultak zullen vissen eerder geneigd zijn de molentak in te zwemmen.

Figuur 11 Overzicht vertical-slot vispassage Figuur 12 Doorsnede vertical-slot

(18)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 17 5.2.3 Variant 3; bekkenvispassage met stortstenen

De bekkenvispassage met stortstenen wordt gesitueerd op een perceel dat al in eigendom is van WRO ter plaatse van de huidige vispassage. De huidige vispassage zal verwijderd worden om plaats te maken voor de (grotere) nieuwe variant. De ingang van de bekkenvispassage ligt direct naast de cascadestuw en de uitgang ligt in een buitenbocht van de Geul. Voor deze variant is door

Ingenieursburo Floecksmuhle een globale hydrologische berekening opgesteld die uitwijst dat het debiet door deze vispassage ongeveer 250l/s bedraagt. In onderstaande tabel zijn globaal de voor- en nadelen van deze variant beschreven:

Effectief: bij uiteenlopende afvoersituaties is er altijd wel

een passeerbare zone. Complexe ontwerpprocessen en een afwijking van slechts enkele cm kan de werking al negatief beïnvloeden.

Dimensies eenvoudig op te schalen voor optimalisatie

lokstroom. In bypass een relatief groot ruimtebeslag.

Landschappelijk goed inpasbaar; wordt als ‘mooi’

ervaren. De mogelijkheid tot actieve sturing van het peil vervalt.

Draagt bij aan herstel beekhabitat. Vraagt intensief onderhoud – deels handwerk – en

frequente controle op functioneren. Kleine aanleg- en ontwerpfouten zijn door bijplaatsen van

stenen achteraf nog te corrigeren. Ter voorkoming van ongewenste erosie wordt veel stortsteen verwerkt, waardoor een minder natuurlijk beeld ontstaat.

Positionering instroomopening vispassage, deze is niet meer in stagnant stuwpand van de Commandeursmolen maar in stromend water van de Geul. Vissen zullen dus direct verder zwemmen.

Ligt in inundatiegebied van Geul, schade en vervuiling bij hoogwater.

Tijdens de uitvoering weinig overlast voor omgeving vanwege ligging in het open weiland.

Instroomopening van de vispassage is bij lage afvoeren moeilijk te bereiken / vinden door vis vanwege laag debiet door Geultak en groot debiet door molentak.

(19)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 18 5.2.4 Multi-criteria analyse vispassage

Figuur 15 MCA vispassage (uitleg en uitwerking zijn te vinden in de variantenstudie) Toelichting op analyse:

 Beoordeling varianten

De varianten worden per criteria tegen elkaar afgewogen door middel van onderlinge vergelijkingen.

 Weegfactoren

De weegfactoren zijn in overleg met de projectleider van WRO bepaald.  Uitleg criteria:

o Debiet:

Omdat de molenaar molen- en stuwrechten heeft is het van belang dat het debiet door de vispassage zo laag mogelijk gehouden wordt, maar nog wel acceptabel om goed ecologisch functioneren te garanderen. De variant met het laagste debiet krijgt de hoogste score.

o Positionering:

De locatie van de in- en uitstroomopening van de vispassage en eventuele grondaankopen die gedaan dienen te worden. De variant die vanuit ecologisch oogpunt en op het gebied van grondaankoop het best scoort krijgt de hoogste score. o Beleving:

Inpassing in de omgeving, belevingswaarde voor passanten, verantwoording werk van WRO. De variant die de hoogste belevingswaarde creëert, goed in de omgeving ingepast wordt en het werk van WRO verantwoordt, krijgt de hoogste score. o Kosten:

De globaal geraamde kosten op basis van kengetallen. De variant met de laagste kosten krijgt de hoogste score.

Conclusie:

Variant 2, de technische vertical- slot vispassage is de beste optie. In overleg met opdrachtgever WRO is gekozen om deze variant verder uit te werken. De belangrijkste redenen voor deze keuze zijn:

 Laagste debiet door vispassage (190l/s);

 Gunstige ligging voor vismigratie in permanent watervoerende molentak;  Hoge belevingswaarde.

Het geringe effect op het functioneren van de watermolen door het lage debiet van deze vispassage is uiteindelijk de doorslaggevende factor om voor deze variant te kiezen. In deze variant wordt een goed evenwicht gevonden tussen enerzijds de molenaar (zo laag mogelijk debiet) en anderzijds het

waterschap (een goed functionerende vispassage).

Het resultaat van de variantenstudie van de vispassage is als input voor de variantenstudie van de kademuren gebruikt. De constructie van de voorkeursvariant van de vispassage dient namelijk als een geheel met de nieuw aan te leggen kademuren geconstrueerd te worden.

Criteria Debiet Positionering Beleving Kosten

Gewichten 3 1 1 1

Varianten Totaalscore

Variant 1 50,00 16,67 16,67 16,67 100,00 Traploze nevengeul

Variant 2 150,00 41,67 41,67 50,00 283,33 Technische vertical-slot vispassage

(20)

5.3 Variantenonderzoek kademuren

Naar aanleiding van de uitkomst van het variantenonderzoek van de vispassage is de conclusie dat de vispassage gecombineerd met de kademuren uitgevoerd wordt. Er is met het opstellen van het variantenonderzoek van de kademuren rekening gehouden met de integratie van de constructie van de vispassage.

Omdat voor de kademuren minder mogelijkheden zijn dan voor de vispassage is een voorselectie niet meegenomen in dit onderzoek. Er is op basis van eerder toegepaste kademuren in het beheersgebied en naast de Geul een drietal mogelijke varianten naar voren gekomen:

 Gewichtsmuur;

 Prefab keerwand (L-wanden);

 Damwand aan voorzijde voorzien van beton.

Om alle varianten gelijk te beoordelen zijn alle varianten gedetailleerd beschreven op de volgende criteria:

 Algemeen:

o Toepasbaarheid hoofdconstructie (complexiteit); o Kabels en leidingen;

o Overlast bij aangrenzende bewoners / bedrijven; o Overlast voor verkeer;

o Toepassing muurbekleding; o Grondwater;

o Grondgebruik van derden (uitvoering en gebruiksfase); o Esthetische waarde eindkwaliteit.

 Constructief:

o Mogelijke aanpassingen gedurende uitvoering; o Verankering;

o Aansluiting op bestaande constructies (brug, molen); o Mogelijkheid tot inpassing nieuwe fundering brug; o Mogelijkheid tot integratie vispassage.

 Kerende functies: o Grondkerende functie; o Waterkerende functie.  Kosten.  Tijd: o Voorbereidingstijd; o Uitvoeringstijd.  Risico’s: o Maatvoeringsfouten; o Instorting / verzakking; o Weersinvloeden.

Ten slotte zijn de varianten door middel van een multicriteria-analyse tegen elkaar afgewogen. Vanuit deze analyse is onderbouwd voorstel voor het meest geschikte type kademuur naar het Waterschap gedaan. Voor de verdere uitwerking zie het bijbehorend document variantenonderzoek.

(21)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 20 5.3.1 Variant A; gewichtsmuur

Een gewichtsmuur is een grond- en waterkerende constructie die zijn evenwicht ontleent aan het eigen gewicht van de muur. De muur heeft om deze reden een aanzienlijke constructiedikte om voldoende gewicht te verkrijgen. Naar mate de muur dichter bij het maaiveld komt, kan de muur slanker geconstrueerd worden.

Is een geheel en volledig waterkerend; Kost veel tijd (storten van 12m i.v.m. dilataties);

Eenvoudig te combineren met vispassage; Grondwaterproblematiek;

Geen voorbereidingstijd; Tijdelijke hulpconstructies (bekisting en tijdelijke

damwand benodigd);

Eenvoudig muurbekleding toe te passen; Veel ruimte achter de wand nodig;

Eenvoudig aan te sluiten op bestaande constructies

(brug en watermolen); Veel materiaalgebruik (aanzienlijke hoeveelheden beton en wapening).

Maatvoeringsfouten eenvoudig op te vangen; Bestaande brug van Commandeursmolen over molentak hoeft niet verwijderd te worden.

(22)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 21 5.3.2 Variant B; prefab keerwand (L-wand)

Een prefab keerwand is een geprefabriceerde betonwand die een L-vorm heeft. Door middel van naspanning worden de keerwandelementen onderling verbonden. De belasting wordt zo over een grotere lengte gespreid. De vorm en dimensies worden vaak door de leverancier van de prefab wanden zelf bepaald aan de hand van de project specifieke gegevens. Omdat deze elementen

hoofdzakelijk worden toegepast voor rechte kademuren en om deze reden vaste maten hebben, is het moeilijk om met prefab elementen een bocht te maken. Elk element zal om deze reden een unieke vorm krijgen. Deze variant is tevens de voorkeursvariant van Adviesbureau Kragten.

Snel (door prefab constructie), korte afsluiting Hoofdstraat;

Hulpconstructie (tijdelijke damwand  trillingshinder) of natuurlijk talud benodigd om keerwand te zetten; Eventuele voorzieningen voor bevestiging van

natuursteenbekleding al in prefab proces te bevestigen aan keerwand;

Lange voorbereidingstijd (doordat elk element anders is in de bocht dienen er veel verschillende elementen gemaakt te worden);

Kwaliteit wand goed omdat het in gecontroleerde

omstandigheden gestort wordt; Moeilijke constructie om na te spannen (i.v.m. bocht);

Geen extra dilataties benodigd; Gevoelig voor maatvoeringsfouten;

Weinig opslag van materiaal op het werkterrein. Zware kraan nodig om elementen te zetten;

Geen directe aansluiting met bestaande constructies (watermolen en brug) te maken;

Moeilijk om vispassage geïntegreerd uit te voeren; Grondwaterproblematiek bij plaatsen wanden; Veel ruimte achter de wand nodig tijdens uitvoering (voor voet keerwand);

Veel grond wordt geroerd tijdens de uitvoering waardoor de kans op verzakkingen als gevolg van ongewenste zetting ontstaat;

Onverwachte wijzigingen op het laatste moment kunnen moeilijk worden doorgevoerd.

(23)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 22 5.3.3 Variant C; Damwand aan voorzijde voorzien van beton

Deze variant bestaat uit een stalen damwand welke verankerd is door middel van klapankers. Door de klapankers blijft de inheidiepte acceptabel. De damwand wordt vervolgens aan de voorzijde voorzien van gewapend beton. Deze gewapende betonwand helpt constructief mee in de grondkering en zorgt tevens voor een goede waterkering. Ook de vispassage, muurbekleding en aansluitingen met

bestaande constructies kunnen op deze manier eenvoudig uitgevoerd worden.

Deze variant wordt door Grontmij in het rapport van de opname van de bestaande kademuren aanbevolen als maatregel voor de huidige vervallen kademuren in de molentak van de

Commandeursmolen.

Geen tijdelijke hulpconstructie nodig; Damwand is tevens definitieve kerende constructie;

Trillingshinder; (eventueel op te vangen door drukken); Weinig ruimte achter de wand nodig; direct achter de

wand is alleen verankering aanwezig, maar hier hoeft niet voor gegraven te worden;

Lengte (3,25m kerend); dus lange lengte in de grond (eventueel op te vangen met verankering);

Slanke constructie; Zware installatie nodig om damwanden aan te

brengen; Snel; zodra damwand ingetrild is zou Hoofdstraat in

principe weer open kunnen voor verkeer; Veel materiaalopslag op het werk (wapening, bekisting etc.).

Weinig kans op verzakkingen, aangezien er nauwelijks grond geroerd wordt achter de kademuur;

Constructie van aan te leggen vispassage eenvoudig te integreren met constructie kademuur;

Aansluitingen met bestaande constructies eenvoudig te realiseren.

(24)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 23 5.3.4 Multi-criteria analyse kademuren

Figuur 19 MCA kademuren (uitleg en uitwerking zijn te vinden in de variantenstudie) Toelichting op analyse:

 Beoordeling varianten

De varianten worden per criteria tegen elkaar afgewogen door middel van onderlinge vergelijkingen.

 Weegfactoren

De weegfactoren zijn in overleg met de projectleider van Waterschap Roer en Overmaas bepaald.

 Uitleg criteria:

o Verkeershinder:

De tijd dat het verkeer beperkte- of geen doorgang heeft op de Hoofdstraat als gevolg van de aanleg van de kademuur. Eis van de Gemeente Gulpen-Wittem is dat de Hoofdstraat niet geheel afgesloten mag worden. De variant die de minste verkeershinder veroorzaakt, scoort het hoogste.

o Werkruimte:

De ruimte die benodigd is achter de voorzijde van de kademuur. Omdat gewerkt op smalle stroken, tegen bestaande constructies en tegen particuliere percelen is het van belang dat de constructie zo min mogelijk ruimte in beslag neemt. Zowel tijdens de uitvoering als tijdens de gebruiksfase. De constructie die het slankste uitgevoerd kan worden scoort uiteindelijk het hoogste aantal punten.

o Uitvoerbaarheid:

Mate van complexiteit van de uitvoering. Eventuele hulpconstructies (tijdelijk damwand), aansluiting op bestaande constructies en integratie met vispassage. De variant die het beste scoort op voorgaande punten, krijgt het hoogste aantal punten. o Kosten:

De globaal geraamde kosten op basis van kengetallen. De variant met de laagste kosten krijgt de hoogste score.

Conclusie

Variant 3, de kademuur uitgevoerd als stalen damwanden welke aan de voorzijde zijn voorzien is van beton is de beste optie. In overleg met opdrachtgever WRO is gekozen om deze variant verder uit te werken. De belangrijkste redenen voor deze keuze zijn:

 Geringe ruimte achter kademuur nodig;

 Damwand is permanent dus geen onnodige trillingshinder door tijdelijke damwanden;  Om bovenstaande redenen weinig overlast voor omwonenden en verkeer;

 Eenvoudige integratie met vispassage.

Criteria Verkeershinder Werkruimte Uitvoerbaarheid Kosten

Gewichten 3 1 1 2 Varianten Totaalscore Variant A 50,00 25,00 16,67 33,33 125,00 Gewichtsmuur

Variant B 125,00 25,00 33,33 83,33 266,67 Prefab keerwand (L-wand)

(25)

6. Uitwerking

6.1 Projectplan

De technische vispassage geïntegreerd met de kademuren, zoals deze als beste variant naar voren is gekomen, is verder uitgewerkt in het projectplan. Om tot een voorontwerp te komen is onder andere onderzocht aan welke voorwaarden de vispassage moet voldoen om de doelsoorten ongehinderd te laten migreren. Aan de hand hiervan zijn de dimensies van de vispassage bepaald. Daarnaast is in het projectplan dieper ingegaan op de huidige situatie, de wijze van uitvoering en het beheer en

onderhoud. Ten slotte is de beleidsmatige verantwoording van het ontwerp beschreven. (zie bijbehorend document; projectplan). De gegevens in het projectplan zijn meegenomen in het voorontwerp.

6.2 Voorontwerp

Uit het variantenonderzoek is gebleken dat een vispassage geïntegreerd met de kademuren het beste aansluit op de wensen van het waterschap en de molenaar. Deze variant is verder uitgewerkt tot een voorontwerp (zie projectplan, bijlage I t/m V). In het voorontwerp zijn het tracé, de afmetingen en de constructie van de kademuren en vispassage vastgesteld. Verder is in het voorontwerp aangegeven waar de balustrade en natuursteen bekleding worden toegepast. Daarnaast is er tijdens het

voorontwerp gekeken naar een inzwemvoorziening zodat vissen ook daadwerkelijk de vispassage inzwemmen en ter ondersteuning van het voorontwerp zijn een aantal indicatieve hydrologische berekeningen uitgevoerd. Om tot een concreet plan te komen voor de kademuren en vispassage is het voorontwerp verder uitgewerkt tot een set bestekstekeningen. Voor het uitwerken van de definitieve constructie zijn in de besteksfase een aantal globale constructieberekeningen uitgevoerd (zie bijbehorend document; constructieberekeningen).

6.2.1 Hydrologische berekening

Voor vissen in de vispassage is de stroomsnelheid en de energiedemping van belang. Voor de molenaar is vooral het debiet, en daarmee samenhangend het verlies voor zijn molen, belangrijk. De eisen voor vissen die in Geul zwemmen zijn een stroomsnelheid die niet boven de 1,9m/s komt en een energiedemping van niet meer dan 200W/m3_{(zie projectplan). Uit de hydrologische berekening blijkt}

dat de stroomsnelheid 0,966m/s is en de energiedemping 126,2W/m3_{(zie variantenonderzoek, bijlage}

II). Het debiet door de vispassage met deze afmetingen is 193l/s. Om het debiet terug te schroeven kan de slotbreedte worden versmald. Dit is gunstiger voor de molenaar maar ongunstiger voor het onderhoud van de vispassage omdat de kans op verstoppingen vergroot wordt.

6.3 Constructieberekeningen

Om het voorontwerp verder uit te werken tot een bestektekening zijn er een aantal globale constructieberekeningen uitgevoerd. De damwanden zijn berekend met het programma D- Sheet Piling. De krachten in de betonconstructie van de kademuren en de vispassage is berekend met het programma Technosoft. Aan de hand hiervan is de wapening bepaald in de kademuur, de vispassage en de betonnen bodem. De wapening is bepaald over één maatgevende doorsnede waarbij de betonconstructie van de kademuren los van de damwanden is berekend (zie bijbehorend document; constructieberekeningen).

6.3.1 Damwandberekening

De stalen damwanden zijn berekend met het programma D-sheet Pilling. Dit programma berekent de afmetingen van de damwanden, de verplaatsing, de optredende momenten en optimaliseert de lengte van de damwanden. Bij de berekening is uitgegaan van verschillende scenario’s en sonderingen (zie constructieberekeningen). De sonderingen die zijn uitgevoerd door adviesbureau Kragten zijn direct in het programma ingeladen. Omdat aan de noordzijde direct naast de kademuren een doorgaande weg ligt is er rekening gehouden met een bovenbelasting van 5kN/m². Door verschillende scenario’s door te rekenen is er een optimaal profiel met bijbehorende lengte vastgesteld. Een PU-12 profiel van 4,5 meter lang voldoet aan de eisen wat betreft doorbuiging en ankerkracht en is het economisch het meest gunstig. De ankers die worden toegepast zijn klapankers waar een maximale kracht opkomt van 21kN/m. De exacte afmetingen van deze ankers wordt bepaald door een constructeur.

(26)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 25 6.3.2 Beton- en wapeningsberekening

Om de betonconstructie te berekenen is één maatgevende doorsnede gekozen welke vervolgens is doorgerekend. Alle verbindingen zijn momentvast uitgevoerd zoals gebruikelijk is bij

betonconstructies. Hierdoor wordt de totale constructie statisch onbepaald. Om tot een representatieve berekening te komen is gebruik gemaakt van het programma Technosoft. Dit programma berekent o.a. de optredende momenten en dwarskrachten. Aan de hand van deze uitkomsten is handmatig de benodigde wapening berekend. De krachten die optreden zijn niet groot, dit zorgt ervoor dat op veel plaatsen de minimum wapening voldoende is. Voor de complete

berekening en onderbouwing van de parameters zie het bijbehorende document constructieberekeningen.

6.3.3 Opdrijvingsberekening

De bodem van de molentak wordt een betonnen plaat verankerd aan de kademuren. Hierdoor ontstaat er een kuip met als gevolg kans op opdrijving. De grondwaterstand in het gebied is één keer gemeten en lag op 98m+ NAP. Deze waarde is niet representatief voor het gehele jaar, aangeraden wordt om de grondwaterstanden rondom de molentak beter te onderzoeken. Om toch een globaal beeld te krijgen van het gevaar van opdrijving is met deze grondwaterstand een opdrijfberekening uitgevoerd. Conclusie uit deze berekening is dat de constructie niet op gaat drijven (zie bijbehorend document; constructieberekeningen).

6.4 Bestekstekeningen

Nadat de constructie uit het voorontwerp is berekend kan het ontwerp verder uitgewerkt worden tot een set bestekstekeningen. Deze geven een nauwkeurig beeld van de constructie. Op de

bestektekeningen is onder andere aangegeven wat de precieze afmetingen zijn van de constructies, waar de wapening komt te liggen en hoe de vispassage tegen de kademuur wordt gestort. Om een duidelijk beeld te geven hoe de nieuwe constructie er uit komt te zien zijn er een aantal

presentatietekeningen toegevoegd. De besteks- en presentatietekeningen zijn te vinden in het bijbehorende document besteks- en presentatietekeningen.

6.4.1 Kademuren

Over een totale lengte van 127m worden de kademuren in de molentak vervangen. (zie projectplan, bijlage I). De nieuwe kademuren zullen het tracé volgen van de bestaande kademuren op een

gedeelte van 38 meter na. Op de plaats waar de vispassage naast de molentak komt te liggen worden de damwanden achter de bestaande kademuren getrild zodat daar de molentak wordt verbreed. Dit is nodig om de vispassage naast de molentak te leggen zodat het stroomprofiel door de molen niet versmald wordt. Dit wordt nader uitgelegd in hoofdstuk 6.4.2.

De nieuwe kademuren bestaan uit een stalen damwandprofiel aan voorzijde voorzien van 150mm beton met een kerende hoogte van gemiddeld 3,25m. Deze constructie is eerder toegepast in een soortgelijk project aan de Geul in de stad Valkenburg. De combinatie van beton en damwand zorgt ervoor dat de vispassage eenvoudig tegen de kademuur aan te storten is en dat deze waterdicht uitgevoerd kan worden. Door de wapening in de betonwand vast te lassen aan de damwanden vormt de constructie één geheel. Om de kademuren dezelfde uitstraling te geven als de omgeving van de commandeursmolen wordt al het in het zicht zijnde beton bekleedt met een natuursteen afwerking (zie projectplan, bijlage VI). De bovenzijde van de kademuren wordt bekleed met een natuursteen afdeksteen waarop een balustrade met een open karakter komt. Hierdoor blijft de vispassage goed zichtbaar voor passanten.

6.4.2 Bodem

Om de molenaar een compensatie te bieden voor het waterverlies door de vispassage wordt de bodem van de molentak gemiddeld 30cm verlaagd naar 97,4M+ NAP waarbij de grootste verlaging wordt verkregen nabij de brug onder de hoofdstraat. De huidige bodem bestaat uit een laag

stortstenen, in de nieuwe situatie wordt dit een betonnen bodem. Hierdoor zullen de kademuren die worden gerenoveerd constructief niet worden aangetast door de bodemverlaging. Een ander voordeel is dat door de betonnen bodem de ruwheid van de bodem wordt verminderd waardoor het water van de Commandeursmolen beter wordt afgevoerd. De bodem van de molentak wordt een vloer van 20cm. Constructief gezien is een vloer van 15cm voldoende maar omdat een vloer gefundeerd op staal vaak wat onnauwkeuriger wordt gestort is er gekozen voor een grotere dikte. De bodem van de molentak wordt gestort op een zandbed van zuiver zand. Dit zandbed is eenvoudig te egaliseren en

(27)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 26 zorgt voor een goede fundering voor de bodem. In het zandbed worden tevens drains aangelegd om tijdens de bouwfase het opdrijven van de constructie te voorkomen.

Daar waar wanden op de bodem komen te staan wordt een fundering strook van 40x20cm gestort om de optredende krachten af te dragen aan de ondergrond.

6.4.3 Vispassage

De molentak kan in de huidige situatie 4m3_{water per seconde afvoeren. Dit dient behouden te blijven}

omdat in hoogwatersituaties de molentak meehelpt het water van de Geul af te voeren. Een

vispassage naast de molentak is de meest voor de hand liggende optie, maar om deze in zijn geheel naast de molentak te leggen is niet voldoende ruimte beschikbaar. Om toch het stroomprofiel te behouden is ervoor gekozen om ook water onder de vispassage door te laten stromen. Alleen het gedeelte waar de vispassage de waterlijn van de molentak snijdt komt de vispassage aan de zuidzijde van de molentak te liggen (zie projectplan, bijlage III). Aan de noordzijde van de molentak (de zijde van de Hoofdstraat) is niet voldoende ruimte beschikbaar. Bovenstrooms van een nieuw aan te leggen brug over de molentak steekt de vispassage over naar de kant van de Hoofdstraat. Dit is zo

ontworpen omdat de doorvoer van de vispassage onder de molen enkel in de historische lossluis (die aan de kant van de Hoofdstraat ligt) mogelijk was. Omdat de bovenzijde van de huidige brug op een hoogte ligt van 100,8m+ NAP zal deze moeten worden verhoogd om de vispassage eronderdoor te kunnen leiden. Daarnaast heeft de molenaar een vergunning om een nieuwe brug over de molentak aan te leggen. Deze nieuwe brug zal, net zoals de huidige brug, in de nieuwe situatie op een hoogte van 101,7m+ NAP komen te liggen. Onder de nieuw aan te leggen brug bevinden zich 2 schotten van de vispassage. Omdat deze verstopt kunnen raken, worden in de nieuw aan te leggen brug 2 luiken aangebracht waardoor onderhoud aan de vispassage mogelijk wordt.

De vispassage bestaat uit een betonnen constructie van 15cm dik en heeft 33 kamers met een standaardafmeting van 1,5m x 2m. De totale lengte van de vispassage is 85,6m. Tussen de kamers bevinden zich houten (Azobé) schotten om het water op te stuwen met een sleufbreedte van 40cm. De gemiddelde peilsprong tussen de kamers is 10cm. Deze afmetingen zijn gebaseerd op de behoefte van de vissen die in de Geul voorkomen, of waarbij de verwachting is dat deze in de toekomst in de Geul voor gaan komen (zie projectplan). In de kamers van de vispassage wordt een speciaal bodemsubstraat aangebracht welke bestaat uit; waterbouwstenen Dn 350- 450mm (4st./m²),

waterbouwstenen Dn 50-150mm en kiezel/ split Dn 8-32mm.

Om de vispassage een uniform uiterlijk met de kademuren te geven is ervoor gekozen om ook de betonnen delen van de vispassage te bekleden met een natuursteen afwerking (zie projectplan, bijlage VI).

6.4.4 Commandeursmolen

De vispassage wordt onder de historische molen doorgeleid. Vroeger bevond zich in de historische lossluis van de molen een waterrad van 80cm breed. Deze lossluis is niet meer in gebruik en leent zich uitstekend voor de doorvoer van de vispassage. Omdat de afsluitvoorziening van de historische lossluis nog steeds aanwezig is kan deze gebruikt worden voor het dichtzetten van de vispassage om onderhoud te kunnen plegen. Op de bodem van de lossluis wordt een wand gestort die verankerd is aan de gemetselde muur van de lossluis. Aan deze gestorte wand worden steunen bevestigd ter ondersteuning van een stalen HEA100 profiel. Op dit stalen HEA100 profiel en de gestorte wand komen prefab U-vormige betonelementen met een afmeting van 900x 900mm. De prefab

betonelementen zijn 500mm lang. De prefab bak wordt door de buitenmuur van de molen gebracht en verankerd aan de gestorte vispassage. Boven het gat in de buitenmuur van de molen komt een gemetselde toogconstructie. Het laatste element, aan de zijde van de instroomopening, heeft een aflopende bodem naar de bodem van de molentak. Hierdoor kunnen stroomafwaarts migrerende vissen eenvoudiger de vispassage inzwemmen.

De grond waar de vispassage loopt is geheel in eigendom van Waterschap Roer en Overmaas. De Commandeursmolen heeft recht van opstal op deze grond. De vispassage brengt geen wijzigingen in de molen aan. Er wordt enkel een sparing in de gevel gemaakt waarna de vispassage onder de begane grondvloer van de molen naar het bovenstroomse beekpand loopt. Over de aanleg en waterverdeling van de vispassage dienen goede afspraken met de eigenaar van de

Commandeursmolen gemaakt. Deze afspraken dienen vastgelegd te worden in een contract. Dit contract wordt opgesteld door een jurist en door zowel de molenaar als het waterschap ondertekend.

(28)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 27 6.4.5 Inzwemvoorziening

Om de vissen door de vispassage te sturen is er gekozen om een inzwemvoorziening te creëren in de vorm van borstels. Deze borstels zijn waterdoorlatend zodat het water wat vanuit de molentak komt bijna niet opgestuwd wordt. Vissen kunnen deze borstels niet passeren en zullen richting de

vispassage worden geleid.

De inzwemvoorziening is 33m lang en bestaat uit borstels van 500mm hoog. Benedenstrooms van de brug in de Hoofdstraat wordt een speciale fundering gestort met een afmeting 40x20cm om de borstels op te bevestigen. Onder de brug worden de borstels bevestigd op de betonnen gootbodem. (zie besteks- en presentatietekeningen, bijlage IV).

6.5 Uitvoeringsplan

De uitvoering van de kademuren en vispassage bij de Commandeursmolen is een gecompliceerd werk. Door de beperkte ruimte, historische monumenten en de aanliggende drukke verkeersroute wordt het voor de aannemer een complexe opgave om het project zonder veel hinder te laten verlopen. Het doel van het uitvoeringsplan is om in een vroeg stadium de reguliere

uitvoeringsaspecten te belichten. Er wordt dieper ingegaan op de planning en fasering, omgang met de omgeving, inrichting van het werkterrein, de uitvoeringsmethode en de inzet van materieel. In dit document wordt door middel van presentatietekeningen het verloop van de uitvoering visueel weergegeven. (zie bijbehorend document; uitvoeringsplan)

6.5.1 Planning

De startdatum van het project is 1 september 2014. Deze datum is bepaald in overleg met

projectleider Raf Dittrich. Aanvankelijk zou met de uitvoering van de kademuren op 2 september 2013 begonnen worden. De conclusie van het variantenonderzoek dat de vispassage geïntegreerd met de kademuren aangelegd wordt heeft ervoor gezorgd dat deze begindatum is vervallen. De aanvraag van ontheffingen en vergunningen en onderhandelingen met de molenaar nemen nog teveel tijd in beslag. Verwacht wordt dat begin 2014 alle benodigde ontheffingen en vergunningen zijn verleend en er overeenstemming met de molenaar is over de waterverdeling tussen vispassage en watermolen. Met een “bufferzone” van drie maanden kan de aanbesteding in juni 2014 plaatsvinden. Vervolgens kan de aannemer aan wie het werk is gegund het werk voorbereiden. Omdat de eis van Gemeente Gulpen-Wittem is dat de Hoofdstraat gedurende het toeristenseizoen (begin mei tot eind augustus) volledig beschikbaar moet zijn voor verkeer, kan uitvoering pas aanvangen op maandag 1 september 2014. Wanneer de uitvoering in het veld op maandag 1 september begint, wordt met een bouwtijd van 115 werkbare dagen het werk op vrijdag 27 februari 2015 opgeleverd.

6.5.2 Omgevingsmanagement

De uitvoering vindt plaats in een drukke omgeving. In de invloedssfeer van het project wonen

particulieren, zijn bedrijven gevestigd, stroomt een waterloop en loopt een drukke ontsluitingsweg (zie figuur 20 op de volgende pagina). Om met al deze aspecten rekeningen te houden is goed

omgevingsmanagement van essentieel belang.

Ter voorkoming dat de verkeersdruk op de Hoofdstraat te groot wordt gedurende de werkzaamheden is ervoor gekozen om behalve de lokale verkeersmaatregelen (halve wegafzetting met tijdelijke VRI) ook een regionale omleidingsroute voor doorgaand verkeer in te stellen. (zie bijlagen van het uitvoeringsplan).

Op deze manier ondervinden beide verkeersstromen zo min mogelijk hinder van de werkzaamheden. De verkeersveiligheid dient gewaarborgd te blijven op en langs de omleidingsroute en het betreffende projectgebied. Daarbij is rekening gehouden dat de omleiding over goed begaanbare, voldoende brede wegen loopt, die aangelegd zijn voor doorgaand regionaal verkeer. Tevens is onderzocht dat er geen belemmeringen (evenementen etc.) tijdens de uitvoeringsperiode op of naast de

omleidingsroute plaatsvinden. Verder wordt in het uitvoeringsplan beschreven hoe de bedrijfsvoering van de Commandeursmolen en de bereikbaarheid van particuliere percelen zoveel mogelijk

(29)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 28 Figuur 20 Overzicht werkgebied

6.5.3 Uitvoeringsmethode

De werkzaamheden ten behoeve van de kademuren en vispassage hangen nauw samen met elkaar omdat deze onderdelen geïntegreerd uitgevoerd worden. Omdat de uitvoeringsmethode bepalend is voor het verloop wordt deze in het uitvoeringsplan per fase toegelicht. In onderstaande opsomming is een kort overzicht van de werkzaamheden per fase weergegeven. Deze werkzaamheden zijn verder toegelicht en onderbouwd met presentatietekeningen in het uitvoeringsplan.

Voorbereidende werkzaamheden Duur: 15 dagen

 Aanbrengen tijdelijke verkeersmaatregelen;  Bouwplaats inrichten;

 Opruimingswerkzaamheden;  Omleggen Kabels en leidingen;

 Voorzieningen t.b.v. uitvoering in den droge. Sloop- en grondwerkzaamheden

Duur: 13 dagen

 Slopen gootbodem;  Slopen kademuren;

 Grond ontgraven, vervoeren en verwerken;  Stalen damwand aanbrengen incl. klapanker; Gootbodem

Duur: 8 dagen

 Aanbrengen drainage;  Aanbrengen laag zuiver zand;

 Aanbrengen wapening, bekisting, fundering;  Storten funderingen;

 Storten betonvloer

Aanpassingen Commandeursmolen Duur: 16 dagen

 Wanddoorbreking;

 Aanpassen draagconstructie gevel;

 Aanbrengen wapening, bekisting, betonwand;  Storten betonconstructie wand lossluis;  Aanbrengen staalconstructie;

(30)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 29  Plaatsen prefab betonelementen;

 Aanpassing historische lossluis. Kademuren

Duur: 65 dagen

 Aanbrengen wapening, bekisting, betonwand  Storten Landhoofden brug;

 Renovatie bestaande kademuur;

 Aanbrengen natuursteen muurbekleding;  Aanbrengen muurafdekking;

 Plaatsen balustrade. Vispassage

Duur: 55 dagen

 Aanbrengen wapening, bekisting, betonwand;  Aanbrengen wapening, bekisting, betonvloer;  Aanbrengen bodemsubstraat, bestorting;  Plaatsen staal- en houtconstructie vertical slots;  Aanbrengen natuursteen muurbekleding;  Plaatsen borstels inzwemvoorziening;  Aanbrengen muurafdekking. Overige werkzaamheden Duur: 21 dagen  Verwijderen gronddammen;  Plaatsen Informatiebord;  Terrein inrichten;  Aanbrengen verhardingen;  Opruimen werklocatie. Afronding Duur: 5 dagen

 Eventuele herstelwerkzaamheden n.a.v. vooropname;  Afstellen vertical slots.

6.6 Kostenraming

In de variantenstudie is van alle varianten van de kademuren en vispassage een globale kostenraming opgesteld. Deze globale raming is gebaseerd op de schetsen van varianten die tijdens de

onderzoeksfase beschikbaar waren. Deze grove indicatie van kosten zijn vervolgens gebruikt om varianten tegen elkaar af te wegen. De geraamde kosten zijn echter niet toereikend om verder in het proces te gebruiken.

Daarom is tijdens de besteksfase, waarin het ontwerp verder gedetailleerd en uitgewerkt is, een nauwkeuriger beeld van de kosten geraamd. Deze zogenaamde directieraming dient als basis voor de kredietaanvraag voor zowel de kademuren als de vispassage.

De projectkosten zoals die in de directieraming berekend zijn bedragen ongeveer €1.000.000,- exclusief algemene- , uitvoeringskosten, grondaankopen, winst en risico. Inclusief voorgaande kosten komen de totale projectkosten op ongeveer €1.100.000,- excl. BTW (zie bijbehorend document; kostenraming)

6.7 Interne documenten

Door het managementteam is in 2004 besloten projectmatig werken (PMW) toe te passen bij alle projecten binnen Waterschap Roer en Overmaas, zo ook bij het herstel van de kademuren en vispassage Commandeursmolen.

Bij de projecten is het de bedoeling dat binnen het management, aan de hand van een startdocument, goedkeuring wordt gegeven voor het opstarten van een nieuw project. Het startdocument is door het afstudeerduo opgesteld en op 16 april 2013 in het managementoverleg goedgekeurd. Vanuit de afdeling Nieuwe Werken en Beleid, Onderzoek en Advies is vervolgens een

(31)

Afstudeerrapport | Herstel kademuren & vispassage Commandeursmolen | 30 projectleider aangewezen die het project aanstuurt. Voor het project Commandeursmolen is dit Dhr. R. Dittrich.

Onder leiding van de projectleider is door het afstudeerduo het “projectplan intern” opgesteld in het kader van PMW. In dat document is tevens de globale fasering van initiatief- tot nazorgfase van het project Commandeursmolen opgenomen. Ten slotte is het Projectplan Waterwet opgesteld. Voor het startdocument en de projectplannen zie het bijbehorende document; interne documenten.