In Figuur 1 is de gangbare modellering van het faalmechanisme overslag en/of overloop ten behoeve van de faalkansbepaling opgenomen. Voor meer informatie wordt verwezen naar de [Handleiding overstromingskansanalyse kunstwerken, 2023].

De definitie van falen in bovenstaande foutenboom is de volgende:

• Falen als gevolg van overslag en/of overloop vindt plaats indien er door golfoverslag en/of overloop zoveel water over het gesloten kunstwerk of aansluitconstructie gaat dat dit leidt tot substantiële schade of slachtoffers (overstromingsgevolgen). Dit wordt bij kunstwerken ook wel aangeduid als ‘overschrijden van het kombergend vermogen’.

De faalkans voor overslag en/of overloop P(F_KW,HT) volgt uit de faalboom in Figuur 1. Hierin zijn de volgende vier deelfaalmechanismen te onderscheiden:

1. Bezwijken van de bodembescherming achter het kunstwerk (grenstoestandsfunctie Z_HT1).
2. Bezwijken van het kunstwerk als geheel nadat bezwijken van de bodembescherming heeft plaatsgevonden (grenstoestandsfunctie Z_HT2).
3. Overschrijden van het kombergend vermogen bij een standzeker kunstwerk (grenstoestandsfunctie Z_HT3).
4. Bezwijken keermiddelen door dynamische effecten bij overslag en/of overloop (grenstoestandsfunctie Z_HT4).

Uit de faalboom in Figuur 1 is op te maken dat geldt:

Als wordt verondersteld dat de kans op het bezwijken van een kunstwerk na erosie van de bodembescherming gelijk is aan 1 dan reduceert formule 1 tot:

Waarin:

P(F_KW,HT)      Kans op een overstroming met substantiële schade of slachtoffers door overslag en/of overloop [1/jaar].

P(Z_HT1<0)     Kans op bezwijken bodembescherming door overslag en/of overloop [1/jaar].

P(Z_HT2<0)     Kans op een overstroming met substantiële schade of slachtoffers na bezwijken kunstwerk in geval van bezweken bodembescherming [-].

P(Z_HT3<0)     Kans op een overstroming met substantiële schade of slachtoffers na overschrijden van het kombergend vermogen door overslag en/of overloop bij een standzeker kunstwerk [1/jaar].

P(Z_HT4<0)     Kans op een overstroming met substantiële schade of slachtoffers na bezwijken keermiddelen onder dynamische belastingen door overslag en/of overloop [1/jaar].

De grenstoestandsfuncties (Z-functies) behorend bij de deelfaalmechanismen 1 (bezwijken bodembescherming), 3 (overschrijden kombergend vermogen bij standzeker kunstwerk) en 4 (bezwijken keermiddelen door dynamische belastingen) zijn als volgt gedefinieerd:

Onder de vereenvoudigende aannamen dat alle sterktetermen (de linker termen in de vergelijkingen) in formules 3, 4 en 5 (vrijwel) deterministisch zijn en het belastingverloop (waterstand + golven) blokvormig is, kan formule 2 ten slotte worden herschreven tot:

Waarin:

Q_c         Kritiek debiet waarbij de bodembescherming bezwijkt [m³/s].

Q_os/ol    Optredend overslag-/overloopdebiet over het kunstwerk bij een bepaalde waterstand [m³/s].

q_c,bb      Kritiek overslag-/overloopdebiet met betrekking tot bodembescherming [m³/s/m].

q_os/ol     Gemiddeld overslag-/overloopdebiet [m³/s/m].

q_c,km        Kritiek tijdgemiddeld overslag-/overloopdebiet met betrekking tot sterkte keermiddel onder dynamische belastingen [m³/s/m].

B_sv         Stroomvoerende breedte bodembescherming [m].

B            Breedte van het kunstwerk [m].

u_c           Kritieke stroomsnelheid bodembescherming [m/s].

h_bi          Binnenwaterstand [m t.o.v. NAP].

h_bb         Hoogte bovenkant bodembescherming [m t.o.v. NAP].

V_c           Maximaal aanwezige volume aan kombergend vermogen in het achterland waarbij geen significante gevolgen optreden [m³].

V_os/ol      Inkomend volume als gevolg van overslag/overloop over het gesloten kunstwerk gedurende een hoogwaterperiode [m³].

A_kom       Kombergend oppervlak [m²].

Δh_kom    Toegestane peilverhoging komberging [m] .

t_s             Tijdsduur waarin overslag en/of overloop optreedt, ook wel aangeduid als stormduur [s].

Voor grenstoestandsfunctie 2 (kans op bezwijken kunstwerk gegeven bezwijken bodembescherming) wordt als eerste benadering doorgaans aangehouden dat dit mechanisme altijd optreedt zodra de bodembescherming is bezweken. Aanscherping hiervan is mogelijk maar vergt een specialistische beschouwing. Het benutten van deze eventueel aanwezige aanvullende sterkte past overigens beter bij beoordelen dan bij ontwerpen.