Distributed flash flood forecasts based on regional hydrological models: towards the forecast of flood possible impacts and damages
Modèles hydrologiques régionaux pour la prévision distribuée des crues rapides : vers une estimation des impacts et des dommages potentiels
Résumé
With the development of rainfall measurements at high spatial and temporal resolutions, the use of distributed hydrometeorological models is now considered to forecast flash floods on small and ungauged catchment areas. Current flashflood monitoring systems generally enable a real-time assessment of the potential flash-flood magnitudes. However they do not assess the potential impacts of flash-flood, which highly depends on the catchment areas configuration and on the importance of potentially affected assets. The purpose of this PhD research work was to develop and test a method which can be used to directly estimate the impacts of flash-floods, based on the outputs of a distributed rainfall-runoff model. The approach is based on a prior analysis of the study area in order to assess the potential impact of different discharge levels on the flooded areas and to identify from geography database the associated buildings at risk. The aim is to build impact models on specific river reaches, using discharge versus impact graphs. The use of these impact models combined with a rainfall-runoff model, has enabled us to compute maps of potential impacts, based on real time assessment of flood events updated every 15 minutes. This method was evaluated on two case studies looking at the accuracy and relevance of estimated impacts for each event - and comparing the outcomes to insurance losses data. This research work has helped to confirm the efficiency of this new combined method, which may become a useful tool to forecast large-scale effects of local impacts of flash-floods.
Avec le développement des mesures de pluie à hautes résolutions spatiale et temporelle, l'utilisation de modèles hydrométéorologiques distribués est désormais envisagée pour anticiper les phénomènes de crues soudaines sur les petits bassins versants non jaugés. Toutefois les approches développées jusqu'ici se sont généralement focalisées sur l'évaluation des phénomènes hydrologiques, en laissant de côté la question de leurs impacts, qui dépendent fortement de la configuration du terrain et des enjeux qui y sont présents. Ce travail de thèse a permis de développer et tester une méthode d'évaluation directe de ces impacts à partir des sorties d'un modèle pluie-débit. L'approche mise en oeuvre repose sur un travail préalable d'analyse du territoire permettant d'une part d'évaluer les emprises submergées dans une large gamme de débits par une approche hydraulique simplifiée, puis de construire des relations univoques débit-enjeux par bief de cours d'eau. Ces relations permettent de produire des cartes d'enjeux potentiellement touchés, actualisées régulièrement en cours d'éÎnement. Deux étude de cas ont permis de réaliser une première évaluation des performances de cette approche, à la fois du point de vue de la qualité d'estimation des emprises inondées, puis du point de vue des impacts estimés à l'échelle d'un éÎnement, qui ont été comparés à des données de sinistres d'assurance. Au final, ces travaux ont permis de confirmer le potentiel de la méthode, dont les performances semblent en adéquation avec l'objectif visé: obtenir rapidement une première hiérarchisation des impacts occasionnés par les crues soudaines à l'échelle d'un grand territoire.
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