Het gebruik van het kunstwerk vanuit zijn primaire functie vormt de basis voor het faalmechanisme betrouwbaarheid sluiting. En meer specifiek geldt dat het gebruik van de hoogwaterkerende keermiddelen de daadwerkelijke basis is. Hiernaar kijkend zijn er globaal vijf typen kunstwerken te onderscheiden:
Kunstwerk functioneert dusdanig dat het altijd hoogwaterkerend gesloten staat. De keermiddelen zijn zo geconfigureerd dat, met uitzondering van een calamiteit, de primaire functie van het kunstwerk kan worden vervuld met instandhouding van de waterkerende functie. Een voorbeeld hiervan is een schutsluis waarvan zowel het buiten- als het binnenhoofd en de kolk fysiek en constructief eenzelfde waterstand kunnen keren.
Kunstwerk wordt op aanvraag (primaire functie) geopend buiten een hoogwaterperiode. Het kunstwerk staat in beginsel altijd hoogwaterkerend gesloten en wordt alleen op aanvraag geopend om zijn primaire functie uit te oefenen. Na afloop hiervan wordt het kunstwerk weer hoogwaterkerend gesloten. Voorbeelden hiervan zijn een spuisluis en een gemaal.
Kunstwerk wordt op aanvraag (primaire functie) geopend tijdens een hoogwaterperiode. Het kunstwerk wordt gebruikt om ten tijde van hoge waterstanden het water vanuit de polder te lozen op het buitenwater. Sommige gemalen worden zodanig ingezet en zijn dus bedoeld om de gevolgen van het hoogwater gesloten zijn van de kering in relatie tot de afvoer van binnenwater (bijvoorbeeld regen) zoveel mogelijk te beperken.
Kunstwerk te sluiten bij hoogwater. Het kunstwerk staat vanuit zijn primaire functie altijd geopend (niet hoogwaterkerend gesloten) en wordt bij een naderend hoogwater gesloten. Een voorbeeld hiervan is een coupure, maar ook een schutsluis waarvan het hoogwaterkerende keermiddel alleen gesloten wordt in geval van hoogwater.
Kunstwerk te sluiten bij een calamiteit. De keermiddelen staan in beginsel ook tijdens een hoogwater niet-gesloten. Sluiting van deze kunstwerken is alleen noodzakelijk als zich een calamiteit voordoet waardoor het waterkerend vermogen wordt aangetast. Het gaat hierbij om objecten die geen directe verbinding met het buitenwater hebben. Een voorbeeld van een dergelijk object is een tunnel die de waterkering kruist.
Het is duidelijk dat de kans op open staan van bovenstaande vijf typen kunstwerken van elkaar verschilt en ook anders wordt benaderd. Daarnaast kan uit de verschillende typen worden afgeleid dat het gebruik van een kunstwerk vanuit zijn primaire functie bestaat uit drie componenten: de frequentie waarmee het kunstwerk wordt ingezet, de tijdsduur van deze inzet per keer en de situatie ten aanzien van een hoogwater bij inzet.
Voor type a geldt dat deze kunstwerken altijd hoogwaterkerend gesloten staan en dat het faalmechanisme betrouwbaarheid sluiting geen rol speelt. In het artikel Inleiding kans op open staan is begonnen met de beschrijving van een dergelijk kunstwerk.
Het eerdergenoemde kunstwerk dat 1 keer per jaar gedurende 10 dagen open staat om water in te laten en de rest van de tijd hoogwaterkerend gesloten is, behoort tot type b. Hierbij spelen frequentie van inzet en tijdsduur per keer een directe rol. De inzet vindt niet plaats wanneer een hoogwater zich op dat moment voordoet. Stel dat het kunstwerk 5 keer per jaar wordt ingezet om water in te laten en dat een dergelijke inlaatperiode gemiddeld 2 dagen per keer duurt, dan is de kans dat bij een naderend hoogwater het kunstwerk open staat wederom gelijk aan 5×2/365 = 10/365. Maar wanneer de inlaatperiode gemiddeld 3 dagen per keer beslaat wordt dit gelijk aan 5×3/365 = 15/365 = 3/73. De basisformule voor Popen Kans op open kering bij een sluitvraag [-] vanuit de primaire functie is dus:
Waarin:
Popen;functie Kans dat een kunstwerk open staat vanuit uitoefening van zijn primaire functie(s) op het moment van een naderend hoogwater voor een tijdsperiode van een jaar [-].
Nopen Het aantal sluitvragen (en daarmee dus ook openingen) vanuit de primaire functie(s) van een kunstwerk [1/jaar].
Topen De gemiddelde tijdsduur per cyclus van openen en sluiten waarin het kunstwerk vanuit zijn primaire functie(s) geopend staat [jaar].
Voor type c geldt dat deze kunstwerken bewust ten tijde van een hoogwater worden ingezet. Deze kunstwerken zijn zodanig ontworpen dat tijdens deze inzet geen water naar binnen kan stromen (bijvoorbeeld een gemaal dat tegen het verval water uitslaat). Het meest risicovolle moment voor deze kunstwerken is het beëindigen van deze inzet wanneer er nog steeds sprake is van een hoogwater en de hoogwaterkerende keermiddelen gesloten moeten worden. Zo is het bijvoorbeeld nagenoeg onmogelijk om een gemaal op te starten tegen de stroming in, wanneer de keermiddelen niet zouden sluiten. Voor dit type kunstwerken verandert de hoedanigheid van de parameter van kans naar frequentie. De kans dat het kunstwerk tijdens een hoogwater open staat, is immers gelijk aan 1 (wordt juist ten tijde van hoogwater ingezet). Maar wanneer het kunstwerk meerdere keren in een hoogwaterperiode aan- en uitgezet wordt betekent dat, dat er meerdere goede sluitingen nodig zijn om ongewenste instroming te voorkomen. De kans op onterecht open staan wordt daarmee dus groter naarmate het kunstwerk vaker wordt ingezet bij een hoogwater. De tijdsduur per inzet doet er niet toe, omdat het kunstwerk ontworpen is om tijdens een hoogwater zijn primaire functie te vervullen en dus zolang deze functie wordt vervuld, is instroming niet mogelijk.
Voor type d geldt dat het om kunstwerken gaat die gedurende het gehele jaar hun primaire functie uitoefenen zonder dat daarbij de hoogwaterkerende keermiddelen zijn gesloten. Deze worden alleen gesloten wanneer zich een dusdanige buitenwaterstand aandient, dat bij niet-hoogwaterkerend gesloten zijn van het kunstwerk, (overstromings-)gevolgen in het achterland kunnen optreden. Inzet van de primaire functie ten tijde van een hoogwater is dan ook niet aan de orde. De kans dat een dergelijk kunstwerk open staat (niet-hoogwaterkerend gesloten is) is daarmee gelijk aan 1.
Voor type e geldt ten aanzien van de kans op open staan hetzelfde als voor type c en dus is ook hier deze kans gelijk aan 1. De ‘trigger’ om dit type kunstwerk te sluiten wijkt wel af van type c, omdat nu een daadwerkelijke calamiteit met de omliggende (of voorliggende) kering moet plaatsvinden voordat de keermiddelen worden gesloten.
Ten einde de kans op open staan (niet-hoogwaterkerend gesloten) te verkleinen kan de inzet van een kunstwerk mogelijk meer gerelateerd worden aan de hoogwatervoorspellingen. Dat betekent dat er wellicht voor kan worden gekozen om bij een voorspeld hoogwater (bijvoorbeeld een dag van tevoren) het kunstwerk niet in te zetten vanuit zijn primaire functie. Dit is uiteraard afhankelijk van de gevolgen die optreden wanneer deze niet wordt ingezet.