Article de recherche / Research Article

Intégration des prévisions immédiates de pluie à haute-résolution pour une meilleure anticipation des crues soudaines

Integrating high-resolution precipitation nowcasts for improved flash flood warnings

¹ HYDRIS Hydrologie, Parc Scientifique Agropolis II, 2196 boulevard de la Lironde, Montferrier-sur-Lez, France
² IRSTEA, unité de recherche RECOVER, 3275 route de Cézanne, Aix-en-Provence, France
³ SCHAPI, Pôle Modélisation, 42 avenue Gaspard Coriolis, Toulouse, France

^* Correspondance : julie.demargne@hydris-hydrologie.fr

Reçu : 30 Janvier 2018
Accepté : 13 Juin 2019

Résumé

Le système national Vigicrues Flash, développé par le SCHAPI, fournit des avertissements aux crues soudaines sur les cours d'eau non jaugés en se basant sur la méthode AIGA-débit. Un modèle hydrologique distribué simplifié intègre, à la résolution de 1 km², les pluies observées du réseau radar de Météo-France, pour estimer le débit en tout point des cours d'eau. Ces débits sont comparés toutes les 15 minutes aux quantiles de débit préalablement estimés à partir des chroniques de débits simulés (avec le même modèle). Le système affiche les tronçons dépassant les seuils de crue forte et crue très forte, ainsi que les communes impactées, et envoie des messages d'avertissement aux utilisateurs potentiellement concernés. Pour améliorer la pertinence et l'anticipation des avertissements, nous étudions l'intérêt d'intégrer les prévisions immédiates de pluie AROME-PI de Météo-France, sur l'échéance de 6 heures, réactualisées toutes les heures. Afin de prendre en compte les incertitudes des prévisions, les prévisions déterministes successives AROME-PI sont utilisées comme prévisions d'ensemble. Combinées avec différents jeux de paramètres hydrologiques régionalisés, ces prévisions d'ensemble définissent des avertissements probabilisés de risque de crue. L'évaluation sur 13 événements entre octobre 2015 et juin 2017 pour 750 bassins versants montre une amélioration significative en termes de détection et anticipation, en comparaison au système sans prévision de pluie, et l'intérêt des avertissements de crue de type probabiliste.

Abstract

The national warning system, Vigicrues Flash, developed by the French national service in charge of flood forecasting (SCHAPI), provides flash flood warnings at ungauged locations based on a discharge-threshold flood warning method called AIGA. The AIGA method leads to characterize flood hazard in real time at any point along the river network. A simplified hourly-distributed hydrologic model ingests the operational radar-based Quantitative Precipitation Estimate grids from Météo-France at a 1-km² resolution to produce real-time peak discharge estimates along the river network. Every 15 minutes, these discharges are compared to reference flood quantiles, which were estimated from streamflow simulated time series (using the same model). A web interface provides in real time maps of the rivers exceeding the high flood and very high flood thresholds, as well as the associated municipalities. The automated system sends warning messages to registered users who might be impacted to help them better mitigate flood risk impacts. To better detect and anticipate flash flooding, the hydrologic model is being enhanced to ingest the Météo-France's AROME-NWC high-resolution precipitation nowcasts, provided at a 1.3-km resolution for a 6-hr forecast horizon, and hourly updated. To account for the forecast uncertainties, the deterministic AROME-NWC forecasts are ingested as time-lagged ensembles and combined with multiple sets of hydrological regionalized parameters. The resulting flow ensembles lead to define probabilistic flood warnings. The evaluation, carried out on 13 significant events from October 2015 to June 2017 for 750 French basins, shows significant improvements in terms of flash flood event detection and effective warning lead time, compared to warnings from the current Vigicrues Flash setup (without any future precipitation), and the added value of probabilistic warnings.