FLORA

Flood estimation and forecast in complex orographic areas for risk mitigation in the Alpine Space

FLORA

Acronyme / Référence

FLORA

Intitulé

Flood estimation and forecast in complex orographic areas for risk mitigation in the Alpine Space

Durée

2009 - 2012

Programme

Interreg IV ITALIE-SUISSE 2007-2013

Résumé

Le risque d'inondation affecte fortement les régions alpines qui sont caractérisées par des bassins aux pentes abruptes et de fortes pluies pouvant générer des crues soudaines particulièrement dangereuses. Bien que les inondations soient des phénomènes naturels qui ne peuvent être évités, il est toutefois possible de réduire les pertes liées aux dommages environnementaux et économiques grâce à une évaluation et une gestion adéquates des risques.

Le changement climatique en cours et les activités humaines, telles que l'extension des zones urbaines et la réduction de la capacité naturelle de rétention hydrique, contribuent à augmenter progressivement la probabilité d'occurrence et d'exacerber les incidences négatives des inondations. D'où la nécessité de s'adapter au nouvel environnement qui se dessine par des mesures non structurelles de protection afin de réduire les risques pour la santé et la vie humaine, l'environnement et le développement économique.

Profitant de la coopération dans la gestion des risques naturels dans un environnement alpin, qui a continué sans interruption pendant plus de 15 ans dans le domaine des programmes de coopération transfrontalière, l'ARPA Piémont a proposé un projet spécifique sur les thèmes des risques hydrauliques nommé FLORA en partenariat avec l'ARPA Lombardie et le canton du Tessin.

Chef de file

- ARPA Piémont (IT)

Partenaires

- ARPA Lombardie (IT)
- Canton du Tessin (CH)

Contacts

En Italie :

  • Secondo BARBERO (ARPA Piemonte, Dipartimento Sistemi Previsionali): Tél. 01119680331 - s.barbero@arpa.piemonte.it
  • Michele RUSSO (ARPA Lombardia, Settore Tutela delle Risorse e Rischi Naturali, Servizio Idrografico): idro@arpalombardia.it
  • Pierluigi CLAPS (Politecnico di Torino, Dipartimento di Ingegneria dell'Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture): Tel: 0110905656 - pierluigi.claps@polito.it

En Suisse :

  • Andrea SALVETTI (Cantone Ticino, Dipartimento del Territorio, Ufficio dei corsi d'acqua) : Tél. (+41) 091 814 38 42 - andrea.salvetti@ti.ch

Budget total du projet

n.c.

Part FEDER (€)

n.c.

Part FEDER (%)

n.c.

Coordination

Responsable du projet: Secondo BARBERO - Arpa Piemonte, Dipartimento Sistemi Previsionali

Régions concernées

Piémont

Territoires étudiés

Alexandrie, Asti, Biella, Cuneo, Novare, Turin, Verbano-Cusio-Ossola, Verceil

Sites d'étude

- Italie : Régions Piémont, Lombardie et Vallée d'Aoste / partie occidentale du bassin du Pô
- Suisse : canton du Tessin

Types de risques

Crues et laves torrentielles, Crues rapides, Inondations

Thématiques

Connaissance des phénomènes, Gestion de crise, Impacts du changement climatique, Prévision des aléas

Objectifs

Le projet FLORA avait pour objectif l'amélioration des outils opérationnels pour la défense contre les inondations dans une zone de terrain complexe tel que celui représenté par les vallées alpines italo-suisses et l'augmentation du niveau de protection contre les inondations comme un outil d'adaptation et d'atténuation des effets du changement climatique. Ces objectifs ont été poursuivis par la fourniture de procédures d'analyse et de gestion des risques et de gestion de crise.

Méthodologie

1. Prévisions des précipitations à haute résolution grâce aux techniques d'assimilation des observations

- Collecte de données d'observation des réseaux non-GTS liés à l'ARPA Piémont et à MétéoSuisse.

- Vérification de la prévision quantitative des précipitations (QPF) des modèles de prévision à très haute résolution existants dans l'utilisation opérationnelle de MétéoSuisse et d'ARPA Piémont.

- Etude de la sensibilité du modèle aux paramètres assimilés en utilisant la technique de nudging.

- Amélioration de la prédiction avec l'utilisation de techniques de post-traitement.

2. Estimation des champs de précipitations radar par validation de radar avec les données provenant du réseau de pluviomètres

- Sélection d'événements.

- Construction et choix de la carte de visibilité.

- Calage de la relation Z-R (réflectivité radar - hauteur des précipitations).

- Estimation de l'incertitude associée aux précipitations radar reconstruites.

- Applications en contexte opérationnel.

3. Prévision des crues soudaines dans les petits bassins

- Application à l'ensemble de la région Sopraceneri du canton du Tessin de la technologie Radar Ensemble (précipitations probabilistes en entrée) couplée à la simulation hydrologique des bassins versants respectifs par le modèle hydrologique PREVAH, et évaluation statistique des résultats en termes de performances par rapport aux prévisions déterministes.

- Simulation hydrologique déterministe pour la région Sottoceneri du canton du Tessin, pour laquelle le produit Radar Ensemble n'est pas disponible, menée par le couplage des mesures du radar météorologique et des mesures au sol avec les prévisions météorologiques déterministes des modèles opérationnels COSMOCH7 et COSMOCH2 de MétéoSuisse.

- Analyse scientifique des simulations pour la période 2007-2010.

- Création d'une chaîne de prévision opérationnelle de prévision et de nowcasting, par la création d'un site web sécurisé dédié à l'affichage des produits développés mentionnées ci-dessus.

4. Évaluation probabiliste des débits de crue dans le secteur ouest du bassin du Pô

Ce travail propose une procédure pour la régionalisation de l'information sur les crues, qui est une méthode permettant de transférer les informations dans les sections instrumentées à tous les points du réseau hydrographique. L'objectif est de construire la courbe de fréquence des crues, qui est une fonction permettant d'estimer dans l'ensemble du territoire du Piémont le débit de projet en fonction de la période de retour.

Plus précisément, les catégories d'intervention suivantes ont été identifiées :
- mise à jour de cognitif lié l'observation des phénomènes de crues ;
- application et extension des procédures statistiques existantes pour l'évaluation des risques d'inondation ;
- développement de méthodes statistiques pour l'amélioration de l'estimation des débits de projet ;
- augmentation de la robustesse des méthodes d'estimation par l'utilisation conjointe des estimateurs statistiques et des différentes méthodes d'évaluation de l'incertitude statistique.

5. Données caractéristiques des cours d'eau Lombards

- Extension de la base de données hydrologique de la Lombardie.

- Récupération des données historiques.

- Mise à jour des statistiques de niveaux et de débits.

- Publication en ligne sur WebGIS hydrologique de l'ARPA Lombardie.

Résultats

La publication finale, qui résume les résultats obtenus dans le projet, se compose de cinq chapitres, dont chacun traite des sujets suivants :

  • 1) Développement de nouvelles méthodes pour améliorer la prévision des précipitations à haute résolution des modèles météorologiques à aire limitée utilisés pour la mise en alerte de la protection civile par l'assimilation des données observées par les réseaux au sol à haute densité disponibles sur le territoire italo-suisse ;
  • 2) Intégration des mesures de radar météorologique pour l'estimation des champs de précipitations à l'aide de la validation avec les données du réseau de pluviomètres et création d'une carte de l'incertitude associée à la mesure ;
  • 3) Prévision des crues éclair dans de petits bassins hydrologiques prévision immédiate visant à soutenir la gestion des situations d'urgence, en utilisant des modèles hydrologiques alimentés par des champs de précipitations issus des observations radar correctement produits (ensemble de radars) ;
  • 4) Mise à jour du modèle conceptuel des inondations dans le secteur ouest du bassin du Pô et le développement de méthodes pour améliorer l'estimation des crues de projet et l'évaluation de l'incertitude ;
  • 5) Données caractéristiques des cours d'eau lombards et estimation probabiliste de l'écoulement des crues régionale.

Ressources / réalisations

Types de produits

Base de données, Cartographie, Données quantitatives, Méthodologie, Modélisation numérique, Présentations, Rapport scientifique

Production scientifique

Méthodologie innovante, Production de connaissances régionales et locales, Production de connaissances théoriques, Production de connaissances pratiques et opérationnelles

Utilisateurs

Services opérationnels de prévision des crues de l'ARPA Piémont, de l'ARPA Lombardie et du Canton du Tessin

Retombées

Les résultats novateurs de ce projet seront (et sont déjà) appliqués dans les activités opérationnelles quotidiennes de chaque organisme (ARPA Piemonte, Canton du Tessin, ...).

Publications et communications

Communication :

Laio, F., Barbero, S. Claps, P., Ganora, D. 2012. Fondamenti ed applicazioni del metodo arpiem di valutazione delle portate di piena. Convegno conclusivo del progetto FLORA, Torino, 9 maggio 2012. PPT

Communications externes :

Allamano, P., Bartolini, E., Claps, P., Laio, F., Scarsoglio, S. 2011. Spatial interpolation of extreme precipitation with intermittent records. EGU General Assembly 2011, Geophysical Research Abstracts, Vol. 13. Abstract - Poster

Cislaghi, M. 2013. FLORA project - update of flood peak estimation in gauged and ungauged river stations in Lombardy. International Symposium on Distributed Hydrological Modelling, University of Bologna, 5-7 June 2013. (poster)

Salvetti, A. 2011. FLORA: FLood estimation and forecast in complex Orographic areas for Risk mitigation in the Alpine space. Workshop Progetto STRADA, Milano, 14 dicembre 2011. PDF

Pages / sites web

Sur le site internet de l'ARPA Piémont (IT) :
- Progetti europei
- Fiche projet
- Argomento del mese - La montagna
- Nuovi strumenti per la gestione dei rischi alluvionali
- Convegno conclusivo del progetto
- Report conclusivo del progetto

Sur le site internet de l'ARPA Lombardie (IT) :
- Convegno conclusivo del progetto (1)
- Convegno conclusivo del progetto (2)
- Convegno conclusivo del progetto (3) e Portale idrologico cartografico

Sur le site internet "Idrologia" du Politecnico Torino (IT) :
- Présentation du projet et publications scientifiques

Sur le site internet du projet stratégique STRADA (IT):
- Convegno conclusivo del progetto (1) + (2)

Sur le site internet du projet stratégique RiskNat (IT) :
- Convegno conclusivo del progetto

Sur le site internet de l'ARPA Sicile (IT) :
- Convegno conclusivo del progetto

FLORA

Acronyme / Référence

FLORA

Intitulé

Flood estimation and forecast in complex orographic areas for risk mitigation in the Alpine Space

Durée

2009 - 2012

Programme

Interreg IV ITALIE-SUISSE 2007-2013

Résumé

Le risque d'inondation affecte fortement les régions alpines qui sont caractérisées par des bassins aux pentes abruptes et de fortes pluies pouvant générer des crues soudaines particulièrement dangereuses. Bien que les inondations soient des phénomènes naturels qui ne peuvent être évités, il est toutefois possible de réduire les pertes liées aux dommages environnementaux et économiques grâce à une évaluation et une gestion adéquates des risques.

Le changement climatique en cours et les activités humaines, telles que l'extension des zones urbaines et la réduction de la capacité naturelle de rétention hydrique, contribuent à augmenter progressivement la probabilité d'occurrence et d'exacerber les incidences négatives des inondations. D'où la nécessité de s'adapter au nouvel environnement qui se dessine par des mesures non structurelles de protection afin de réduire les risques pour la santé et la vie humaine, l'environnement et le développement économique.

Profitant de la coopération dans la gestion des risques naturels dans un environnement alpin, qui a continué sans interruption pendant plus de 15 ans dans le domaine des programmes de coopération transfrontalière, l'ARPA Piémont a proposé un projet spécifique sur les thèmes des risques hydrauliques nommé FLORA en partenariat avec l'ARPA Lombardie et le canton du Tessin.

Chef de file

- ARPA Piémont (IT)

Partenaires

- ARPA Lombardie (IT)
- Canton du Tessin (CH)

Contacts

En Italie :

  • Secondo BARBERO (ARPA Piemonte, Dipartimento Sistemi Previsionali): Tél. 01119680331 - s.barbero@arpa.piemonte.it
  • Michele RUSSO (ARPA Lombardia, Settore Tutela delle Risorse e Rischi Naturali, Servizio Idrografico): idro@arpalombardia.it
  • Pierluigi CLAPS (Politecnico di Torino, Dipartimento di Ingegneria dell'Ambiente, del Territorio e delle Infrastrutture): Tel: 0110905656 - pierluigi.claps@polito.it

En Suisse :

  • Andrea SALVETTI (Cantone Ticino, Dipartimento del Territorio, Ufficio dei corsi d'acqua) : Tél. (+41) 091 814 38 42 - andrea.salvetti@ti.ch

Budget total du projet

n.c.

Part FEDER (€)

n.c.

Part FEDER (%)

n.c.

Coordination

Responsable du projet: Secondo BARBERO - Arpa Piemonte, Dipartimento Sistemi Previsionali

Régions concernées

Piémont

Territoires étudiés

Alexandrie, Asti, Biella, Cuneo, Novare, Turin, Verbano-Cusio-Ossola, Verceil

Sites d'étude

- Italie : Régions Piémont, Lombardie et Vallée d'Aoste / partie occidentale du bassin du Pô
- Suisse : canton du Tessin

Types de risques

Crues et laves torrentielles, Crues rapides, Inondations

Thématiques

Connaissance des phénomènes, Gestion de crise, Impacts du changement climatique, Prévision des aléas

Objectifs

Le projet FLORA avait pour objectif l'amélioration des outils opérationnels pour la défense contre les inondations dans une zone de terrain complexe tel que celui représenté par les vallées alpines italo-suisses et l'augmentation du niveau de protection contre les inondations comme un outil d'adaptation et d'atténuation des effets du changement climatique. Ces objectifs ont été poursuivis par la fourniture de procédures d'analyse et de gestion des risques et de gestion de crise.

Méthodologie

1. Prévisions des précipitations à haute résolution grâce aux techniques d'assimilation des observations

- Collecte de données d'observation des réseaux non-GTS liés à l'ARPA Piémont et à MétéoSuisse.

- Vérification de la prévision quantitative des précipitations (QPF) des modèles de prévision à très haute résolution existants dans l'utilisation opérationnelle de MétéoSuisse et d'ARPA Piémont.

- Etude de la sensibilité du modèle aux paramètres assimilés en utilisant la technique de nudging.

- Amélioration de la prédiction avec l'utilisation de techniques de post-traitement.

2. Estimation des champs de précipitations radar par validation de radar avec les données provenant du réseau de pluviomètres

- Sélection d'événements.

- Construction et choix de la carte de visibilité.

- Calage de la relation Z-R (réflectivité radar - hauteur des précipitations).

- Estimation de l'incertitude associée aux précipitations radar reconstruites.

- Applications en contexte opérationnel.

3. Prévision des crues soudaines dans les petits bassins

- Application à l'ensemble de la région Sopraceneri du canton du Tessin de la technologie Radar Ensemble (précipitations probabilistes en entrée) couplée à la simulation hydrologique des bassins versants respectifs par le modèle hydrologique PREVAH, et évaluation statistique des résultats en termes de performances par rapport aux prévisions déterministes.

- Simulation hydrologique déterministe pour la région Sottoceneri du canton du Tessin, pour laquelle le produit Radar Ensemble n'est pas disponible, menée par le couplage des mesures du radar météorologique et des mesures au sol avec les prévisions météorologiques déterministes des modèles opérationnels COSMOCH7 et COSMOCH2 de MétéoSuisse.

- Analyse scientifique des simulations pour la période 2007-2010.

- Création d'une chaîne de prévision opérationnelle de prévision et de nowcasting, par la création d'un site web sécurisé dédié à l'affichage des produits développés mentionnées ci-dessus.

4. Évaluation probabiliste des débits de crue dans le secteur ouest du bassin du Pô

Ce travail propose une procédure pour la régionalisation de l'information sur les crues, qui est une méthode permettant de transférer les informations dans les sections instrumentées à tous les points du réseau hydrographique. L'objectif est de construire la courbe de fréquence des crues, qui est une fonction permettant d'estimer dans l'ensemble du territoire du Piémont le débit de projet en fonction de la période de retour.

Plus précisément, les catégories d'intervention suivantes ont été identifiées :
- mise à jour de cognitif lié l'observation des phénomènes de crues ;
- application et extension des procédures statistiques existantes pour l'évaluation des risques d'inondation ;
- développement de méthodes statistiques pour l'amélioration de l'estimation des débits de projet ;
- augmentation de la robustesse des méthodes d'estimation par l'utilisation conjointe des estimateurs statistiques et des différentes méthodes d'évaluation de l'incertitude statistique.

5. Données caractéristiques des cours d'eau Lombards

- Extension de la base de données hydrologique de la Lombardie.

- Récupération des données historiques.

- Mise à jour des statistiques de niveaux et de débits.

- Publication en ligne sur WebGIS hydrologique de l'ARPA Lombardie.

Résultats

La publication finale, qui résume les résultats obtenus dans le projet, se compose de cinq chapitres, dont chacun traite des sujets suivants :

  • 1) Développement de nouvelles méthodes pour améliorer la prévision des précipitations à haute résolution des modèles météorologiques à aire limitée utilisés pour la mise en alerte de la protection civile par l'assimilation des données observées par les réseaux au sol à haute densité disponibles sur le territoire italo-suisse ;
  • 2) Intégration des mesures de radar météorologique pour l'estimation des champs de précipitations à l'aide de la validation avec les données du réseau de pluviomètres et création d'une carte de l'incertitude associée à la mesure ;
  • 3) Prévision des crues éclair dans de petits bassins hydrologiques prévision immédiate visant à soutenir la gestion des situations d'urgence, en utilisant des modèles hydrologiques alimentés par des champs de précipitations issus des observations radar correctement produits (ensemble de radars) ;
  • 4) Mise à jour du modèle conceptuel des inondations dans le secteur ouest du bassin du Pô et le développement de méthodes pour améliorer l'estimation des crues de projet et l'évaluation de l'incertitude ;
  • 5) Données caractéristiques des cours d'eau lombards et estimation probabiliste de l'écoulement des crues régionale.

Ressources / réalisations

Types de produits

Base de données, Cartographie, Données quantitatives, Méthodologie, Modélisation numérique, Présentations, Rapport scientifique

Production scientifique

Méthodologie innovante, Production de connaissances régionales et locales, Production de connaissances théoriques, Production de connaissances pratiques et opérationnelles

Utilisateurs

Services opérationnels de prévision des crues de l'ARPA Piémont, de l'ARPA Lombardie et du Canton du Tessin

Retombées

Les résultats novateurs de ce projet seront (et sont déjà) appliqués dans les activités opérationnelles quotidiennes de chaque organisme (ARPA Piemonte, Canton du Tessin, ...).

Publications et communications

Communication :

Laio, F., Barbero, S. Claps, P., Ganora, D. 2012. Fondamenti ed applicazioni del metodo arpiem di valutazione delle portate di piena. Convegno conclusivo del progetto FLORA, Torino, 9 maggio 2012. PPT

Communications externes :

Allamano, P., Bartolini, E., Claps, P., Laio, F., Scarsoglio, S. 2011. Spatial interpolation of extreme precipitation with intermittent records. EGU General Assembly 2011, Geophysical Research Abstracts, Vol. 13. Abstract - Poster

Cislaghi, M. 2013. FLORA project - update of flood peak estimation in gauged and ungauged river stations in Lombardy. International Symposium on Distributed Hydrological Modelling, University of Bologna, 5-7 June 2013. (poster)

Salvetti, A. 2011. FLORA: FLood estimation and forecast in complex Orographic areas for Risk mitigation in the Alpine space. Workshop Progetto STRADA, Milano, 14 dicembre 2011. PDF

Pages / sites web

Sur le site internet de l'ARPA Piémont (IT) :
- Progetti europei
- Fiche projet
- Argomento del mese - La montagna
- Nuovi strumenti per la gestione dei rischi alluvionali
- Convegno conclusivo del progetto
- Report conclusivo del progetto

Sur le site internet de l'ARPA Lombardie (IT) :
- Convegno conclusivo del progetto (1)
- Convegno conclusivo del progetto (2)
- Convegno conclusivo del progetto (3) e Portale idrologico cartografico

Sur le site internet "Idrologia" du Politecnico Torino (IT) :
- Présentation du projet et publications scientifiques

Sur le site internet du projet stratégique STRADA (IT):
- Convegno conclusivo del progetto (1) + (2)

Sur le site internet du projet stratégique RiskNat (IT) :
- Convegno conclusivo del progetto

Sur le site internet de l'ARPA Sicile (IT) :
- Convegno conclusivo del progetto

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