An intercomparison of flood forecasting models for the Meuse River basin
Comparaison de modèles de prévision des crues pour le bassin de la Meuse
Résumé
In a world where floods are an important hazard, the incentive for flood forecasting, promoted by the advances in earth observations’ quality, is growing. In this context, while models are developed and used primarily on a national level, it has appeared essential to share data and models internationally. The present research inscribes itself into this scope. Seven years of hourly simulations and two weeks of hourly hindcasts with a lead time of five days, with and without an error correction procedure, were executed using the Delft-FEWS forecasting platform for four flood forecasting models and five sub-basins of the Meuse River basin. These models included two lumped conceptual models, the HBV-96 model, operationally used in the Netherlands and in Germany and the GR4H model, the hourly version of the GR4J model, used in France; and two fully-distributed physically based models, the wflow-HBV and wflow-SBM models developed at Deltares, the Netherlands. The quality of the simulations and of the hindcasts produced by each model for each of the five sub-basins was analysed and compared based on a combination of graphical techniques and performance metrics. This intercomparison framework brought to light several results. It has been shown that the Regnie interpolation method improved the HBV-96 model simulation performance for high flows compared to the Kriging interpolation method, highlighting the importance of data interpolation. Furthermore, the conceptual HBV-96 and GR4H models produced more reliable simulations and hindcasts than the physically-based wflow models. Finally, the use of high resolution input data did not show any clear improvement of the simulations and hindcasts quality. As part of a larger project, this research has set the starting point for further investigations regarding the disparities in the models results identified.
Voici la traduction du résumé en français, sans ajout d’hyperliens comme demandé : Dans un monde où les crues représentent un risque majeur, l’intérêt pour la prévision des crues, encouragé par les progrès dans la qualité des observations de la Terre, est en augmentation. Dans ce contexte, bien que les modèles soient développés et utilisés principalement à l’échelle nationale, il est apparu essentiel de partager données et modèles au niveau international. Ce travail de recherche s’inscrit dans ce cadre. Sept années de simulations horaires et deux semaines de prévisions rétroactives, réalisées à un pas de temps horaire et avec un horizon de cinq jours, avec et sans procédure de correction d’erreur, ont été exécutées à l’aide de la plateforme de prévision Delft-FEWS pour quatre modèles de prévision des crues et cinq sous-bassins du bassin de la Meuse. Ces modèles comprennent deux modèles conceptuels globaux, le modèle HBV-96, utilisé opérationnellement aux Pays-Bas et en Allemagne, ainsi que le modèle GR4H, version horaire du modèle GR4J, utilisé en France ; et deux modèles complètement distribués à base physique, les modèles wflow-HBV et wflow-SBM développés à Deltares, aux Pays-Bas. La qualité des simulations et des prévisions obtenues avec chaque modèle pour chacun des cinq sous-bassins a été analysée et comparée à l’aide d’un ensemble de techniques graphiques et d’indicateurs de performance. Ce cadre de comparaison a permis de mettre en évidence plusieurs résultats. Il a été montré que la méthode d’interpolation Regnie améliore la performance des simulations du modèle HBV-96 pour les fortes crues, comparé à la méthode d’interpolation Kriging, ce qui souligne l’importance de l’interpolation des données. En outre, les modèles conceptuels HBV-96 et GR4H produisent des simulations et des prévisions plus fiables que les modèles distribués wflow. Enfin, l’utilisation de données d’entrée à haute résolution n’a pas permis d’améliorer clairement la qualité des simulations et des prévisions. Dans le cadre d’un projet plus large, ce travail constitue un point de départ pour de futures recherches portant sur les disparités constatées dans les résultats des modèles
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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