Een betrouwbaarheidseis stelt een maximum aan de kans dat een bepaalde grenstoestand in een bepaalde tijdsperiode wordt overschreden. In dit geval gaat het om de eis aan de sterkte van de waterkeringen in een dijktraject. De onzekerheid in de hydraulische belasting is daarbij van groot belang.

Grenstoestanden

Een grenstoestand is de overgang van de gewenste situatie, waarbij de waterkering naar behoren functioneert, naar de toestand waarbij dat niet langer het geval is. De volgende typen grenstoestanden zijn te onderscheiden:

1. Uiterste grenstoestand (UGT). Ten aanzien van de waterkerende functie van primaire keringen is sprake van een overschrijding van de UGT bij ‘verlies van waterkerend vermogen van een dijktraject waardoor het door het dijktraject beschermde gebied zodanig overstroomt dat dit leidt tot dodelijke slachtoffers of substantiële economische schade’ (Waterwet, art. 1.1, eerste lid). Een voorbeeld is het optreden van een overstroming door het doorbreken van een duin of dijk bij een hoge buitenwaterstand. Een ander voorbeeld is het optreden van een overstroming bij een relatief lage buitenwaterstand na aantasting van de kering door een aardbeving of een buitenwaartse afschuiving. Let op: zowel de signaleringnorm als de maximaal toelaatbare overstromingskans hebben betrekking op de uiterste grenstoestand voor de waterkerende functie.
2. Bruikbaarheidsgrenstoestand (BGT). Deze grens is bereikt als sprake is van grote vervormingen of schade waardoor nog niet direct een overstroming optreedt, maar ingrijpen wel geboden is. Voorbeelden zijn de vervorming van een damwand waardoor bebouwing beschadigd raakt of het ontstaan van schade aan de bekleding van een dijk zonder dat hierdoor de kans op overstroming te groot wordt.

Falen en bezwijken

Het overschrijden van een uiterste grenstoestand wordt ook wel aangeduid als falen. Falen en bezwijken zijn niet hetzelfde. Met bezwijken wordt verlies van samenhang of grote geometrieverandering aangeduid. Een waterkering kan falen zonder te bezwijken. Het water kan bijvoorbeeld over de kering stromen en zo een overstroming veroorzaken, zonder dat de kering bezwijkt. Omgekeerd kan een kering bezwijken zonder te falen. Zo hoeft een oppervlakkige afschuiving van het binnentalud van een dijk niet direct te leiden tot een overstroming. Uiteraard is in dat geval wel een reparatie noodzakelijk, omdat de waterkerende functie voor de toekomst is aangetast.

Faaldefinitie en reststerkte

Bij de beoordeling van de betrouwbaarheid van waterkeringen wordt gebruik gemaakt van modellen. Vanwege de stand der techniek beschrijven deze soms slechts een deel van de fysische processen die uiteindelijk tot het falen van de waterkering leiden (= de faaldefinitie). Het gedeelte van de sterkte dat in betrouwbaarheidsanalyses buiten beschouwing wordt gelaten, wordt ook wel de reststerkte genoemd. In geval van reststerkte wordt eigenlijk niet aan de uiterste grenstoestand getoetst maar aan een toestand die daar nog enigszins van verwijderd is.

Referentieperiode

Een kans is niet los te zien van de tijdsperiode waarop deze betrekking heeft. Zo is een kans op falen van 1/10.000 in een periode van 1 jaar niet hetzelfde als een kans op falen van 1/10.000 in een periode van 50 jaar. De tijdsperiode waarop een faalkanseis betrekking heeft, wordt ook wel de referentieperiode genoemd.

Bij de normen uit de Waterwet hoort een referentieperiode van 1 jaar. Dit betekent dat de kans op een overstroming in elk afzonderlijk jaar voldoende klein moet zijn. Middeling van overstromingskansen over periodes langer dan 1 jaar is dus niet aan de orde. Dit is een belangrijk verschil met de betrouwbaarheidseisen uit het Bouwbesluit en de Eurocode NEN-EN1990: deze eisen hebben betrekking op referentieperiodes van bijvoorbeeld 50 of 100 jaar. De faalkansen per jaar mogen in dat geval sterk variëren, zo lang de faalkans voor de gehele referentieperiode maar voldoende klein is.