Ontwerpverificatie is de beoordeling van het beoogde oplossing aan de gestelde eisen. Hieronder komt eerst de beoordeling aan de normen uit de Waterwet en het Bouwbesluit aan bod en daarna de beoordeling aan overige maatschappelijke eisen.

Wettelijke eisen

De normen uit de Waterwet vormen de basis voor zowel de beoordeling van bestaande waterkeringen als het ontwerp van nieuwe waterkeringen en andere oplossingen. De overstromingskans van een traject dient elk jaar kleiner dan of gelijk aan de maximaal toelaatbare overstromingskans uit de Waterwet te zijn (de ondergrens). Zoals in hoofdstuk 5 is aangegeven zijn de normen afgeleid voor het jaar 2050, maar bij het ontwerpen van de oplossing is dit jaartal niet meer relevant. Bij het ontwerp met een beoogde levensduur van 10 jaar of 100 jaar is dezelfde norm van toepassing.

De optimale ontwerplevensduur is de levensduur met minimale kosten, gegeven de norm uit de Waterwet en rekening houdend met overige eisen en belangen. Deze levensduur is mede afhankelijk van de verhouding tussen de vaste en de variabele kosten van een toekomstige versterking of vervanging. Deze verhouding is weer afhankelijk van de flexibiliteit of uitbreidbaarheid van de maatregel. Als de vaste kosten relatief hoog zijn, zoals bij grootschalige dijkversterkingen in stedelijk gebied, is het economisch verstandig om te ontwerpen voor een lange levensduur. Regelmatig versterken van waterkeringen is dan niet doelmatig. Dat is anders als de vaste kosten relatief laag zijn, zoals bij zandsuppleties of partiële versterking van een waterkering (bijvoorbeeld versterking van een klein deel van de bekleding): dan is het juist wel verstandig frequenter kleinere versterkingen uit te voeren. De optimale levensduur hoeft ook niet voor alle onderdelen van een traject of constructie gelijk te zijn. Zo zal de optimale levensduur van een bewegingswerk vaak korter zijn dan die van een paalfundering. In het verleden is voor dijkverbeteringen vaak een ontwerplevensduur van 50 jaar aangehouden en voor complexere constructies zoals kunstwerken 100 tot 200 jaar.

Wanneer de belasting op een waterkering toeneemt, bijvoorbeeld door relatieve zeespiegelstijging, of de sterkte afneemt door bijvoorbeeld veroudering en zettingen, zal de faalkans van de waterkering in de loop van de tijd geleidelijk toenemen. De faalkans van een nieuwe of versterkte waterkering kan in de eerste periode na versterking ook kleiner worden, bijvoorbeeld doordat fysische processen optreden die de kering sterker maken, zoals de dissipatie van water(over)spanningen en het sterker worden van een grasmat. Ook kan de onzekerheid over de sterkte afnemen als de waargenomen prestaties van de nieuwe kering aangeven dat bepaalde sterkte-eigenschappen minder ongunstig zijn dan eerder was aangenomen, bijvoorbeeld omdat de kering een bepaalde belasting daadwerkelijk heeft gekeerd. Ook dit leidt tot een afname van de faalkans. Het resultaat van deze opwaartse en neerwaartse invloeden op de faalkans is een verloop van de faalkans in de tijd dat ook wel bekend staat als de badkuipkromme .

Dit betekent dat het enige tijd kan duren voordat een kering ‘op sterkte’ is. Dit tijdelijke sterktetekort is deels op te vangen met een goede timing van werkzaamheden, door bijvoorbeeld ervoor te zorgen dat consolidatie plaatsvindt buiten het hoogwaterseizoen en tijdelijke beheersmaatregelen. Het kan echter zeer kostbaar zijn om te eisen dat een afgekeurde waterkering tijdens of direct na versterking aan de normen uit de Waterwet moet voldoen. Het hanteren van deze eis gaat dan ten koste van de middelen die voor overige versterkingsmaatregelen beschikbaar zijn. Daarom acht het Expertise Netwerk Waterveiligheid een grotere overstromingskans gedurende een periode van maximaal 4 jaar acceptabel als hiermee hoge kosten te voorkomen zijn. De overstromingskans mag in deze periode echter in geen enkel jaar groter zijn dan de overstromingskans direct voorafgaand aan de versterking.

In de Waterwet staan geen specifieke betrouwbaarheidseisen voor het ontwerp. Wel is aangegeven aan welke eis een traject ten minste moet voldoen, en elk traject moet periodiek beoordeeld worden op grond van deze eis. Om te voorkomen dat een versterkte kering de eis direct weer overschrijdt, moet bij het ontwerp rekening worden gehouden met de veranderingen die in de loop van de tijd zullen optreden, zoals veroudering en relatieve zeespiegelstijging. De praktijk leert dat ook kennisontwikkeling en de introductie van nieuwe modellen kunnen leiden tot een bijstelling van het beeld van de betrouwbaarheid van een waterkering. Al deze veranderingen zijn met onzekerheid omgegeven. Hierdoor bestaat ook onzekerheid over het moment waarop een versterkte waterkering opnieuw versterkt of vervangen moet worden. Als de ontwerper relatief optimistisch is ten aanzien van de onzekerheden over de toekomstige situatie, dan is de kans groot dat de kering het einde van de beoogde ontwerplevensduur niet haalt door vroegtijdige afkeuring. Is de ontwerper relatief pessimistisch ten aanzien van deze onzekerheden, dan is de kans groot dat kering langer meegaat dan de beoogde levensduur. De crux ligt hier dus in het zoeken naar een juiste balans, voor onderdelen of de gehele kering. Een beschouwing en onderbouwing van de meegenomen onzekerheden in relatie tot de ontwerplevensduur in het ontwerp is dan ook essentieel.

De belasting op een waterkering kan zwaarder zijn dan in het ontwerp aangenomen en de waterkering kan ook minder sterk blijken te zijn dan vooraf gedacht. De ontwerper en waterkeringbeheerder doet er dan ook verstandig aan om hierop te anticiperen, bijvoorbeeld door een aanpassing van het ontwerp of met noodmaatregelen. Maken deze noodmaatregelen onderdeel uit van het maatregelenpakket om aan de norm te voldoen, dan moeten ze zijn geborgd. Voldoet de kering ook zonder noodmaatregelen aan de norm, dan zijn de noodmaatregelen extra en niet nodig om aan de norm te voldoen.

Het bovenstaande verklaart ook voor een deel waarom de waakhoogte, die in het verleden werd aangehouden bij de overschrijdingskansbenadering, is komen te vervallen bij de overstromingskansbenadering. Een waakhoogte bovenop de benodigde kruinhoogte zou de overstromingskans immers ook kleiner maken dan de wet vereist. Daarnaast geldt ook nog dat in de waakhoogte rekening gehouden werd met de aanwezigheid van golven. In de overstromingskansbenadering worden de golven expliciet meegenomen bij het mechanisme golfoploop en golfoverslag, zodat een aparte waakhoogte niet meer nodig is.

Overige ontwerpeisen

Een waterkering moet naast een hoogwaterkerende functie vaak ook nog andere functies vervullen. Zo bevindt zich op veel waterkeringen een verkeersweg of moet een schutsluis de passage van schepen mogelijk maken. Voor elk van deze functies zijn eisen te formuleren. Het kan daarbij gaan om zowel gebruikseisen als betrouwbaarheidseisen. Zo moet een sluiskolk een minimale breedte hebben (gebruikseis) en voldoen aan eisen voor de constructieve veiligheid (betrouwbaarheidseis).

Betrouwbaarheidseisen kunnen betrekking hebben op zowel uiterste grenstoestanden als bruikbaarheidsgrenstoestanden. Zo kan een weg op een dijk onherstelbaar beschadigd raken door een afschuiving (de overschrijding van een uiterste grenstoestand) of tijdelijk niet-begaanbaar zijn door golfoverslag (de overschrijding van een bruikbaarheidsgrenstoestand).

Eisen aan overige functies en bruikbaarheidsgrenstoestanden zijn niet terug te voeren op de normen uit de Waterwet. Deze eisen mogen dan ook afwijken van de eisen uit de Waterwet. De Waterwet stelt immers alleen eisen aan ‘de kans op het verlies van waterkerend vermogen van de waterkering, met substantiële economische schade of slachtoffers als gevolg’. Veelal volgen uit andere wet- en regelgeving eisen aan overige functies en bruikbaarheidsgrenstoestanden, zoals uit het Bouwbesluit en de Machinerichtlijn.

Benadrukt wordt dat de kans op bijvoorbeeld de niet-begaanbaarheid van een dijk veel groter mag zijn dan de kans op een dijkdoorbraak. Voor onderhoud, inspectie en herstel moet een dijk begaanbaar zijn. Deze activiteiten hoeven echter niet plaats te vinden onder extreme omstandigheden. Alleen als de begaanbaarheid van de kering vereist is om bijvoorbeeld coupures te sluiten, dan is de eis aan de begaanbaarheid terug te voeren op de overstromingskansnorm.