Evaluation of flood forecasting models on the Seine River basin
Evaluation de modèles de prévision des crues sur le bassin de la Seine
Résumé
The flood forecasting service Seine-Moyenne-Yonne-Loing (SPC SMYL) is responsible for issuing flood forecasts on a large domain around the great Paris area, with 29 reference forecast stations on the Seine River and its tributaries. The modernization of the flood forecasting tools started a few years ago and resulted in the development of a modelling platform that includes hydraulic and hydrological models. Since 2005, the SPC SMYL uses among others the lumped hydrological forecasting model GRP. The results of the GRP model obtained in operational conditions are encouraging but can still be improved, which lead the SPC to seek for possible sources of improvements. In this study, we present three aspects of the work that was done to better understand the model behaviour and to identify performance gains. They are (1) the sensitivity analysis of flood forecasts to the temporal distribution of future rainfall; (2) the development of a hydrological-hydraulic coupled model in a unified assimilation framework; (3) the construction and evaluation of semi-distributed model versions tested on gauged confluences. Results show, among others, that exploiting the information contained in the flows observed at upstream stations is promising to improve the short-term forecasts made by hydrological models.
Le Service de Prévision des Crues Seine-Moyenne-Yonne-Loing (SPC SMYL) a la responsabilité de réaliser des prévisions de crues sur un vaste territoire centré sur la région Ile-de-France, avec 29 points de prévision réglementaires sur la Seine et ses affluents. Engagée il y a plusieurs années, la modernisation des outils de prévision des crues du SPC a conduit à la mise en place d'une plateforme de modélisation comprenant des modèles hydrauliques et hydrologiques. Depuis 2005, le SPC SMYL utilise notamment le modèle hydrologique global de prévision GRP. Les résultats du modèle GRP obtenus en conditions opérationnelles sont encourageants mais bien entendu perfectibles, ce qui a conduit le SPC à explorer différentes pistes d'amélioration. Dans cette étude, nous présentons trois aspects des travaux menés pour mieux comprendre le fonctionnement du modèle et pour tenter d'apporter des gains de performance dans les prévisions, à savoir : (1) l'analyse de la sensibilité des prévisions de crue à la distribution temporelle des pluies futures ; (2) la construction d'un modèle de prévision couplant hydrologie et hydraulique dans un cadre d'assimilation unique ; (3) la construction et l'évaluation de versions semi-distribuées du modèle, testées sur des cas de confluences instrumentées. Les résultats montrent notamment que là où des stations amont existent, l'exploitation d'observations de débits amont constitue une voie prometteuse d'amélioration des prévisions à courte échéance.