An overview of river flood forecasting procedures in Canadian watersheds

Abstract

This paper discusses flood forecasting procedures currently practiced at the Canadian provincial river flood forecast centers. In Canada, each province is responsible for collecting and managing meteorological and hydrometric data (through provincial authorities and/or under Federal/Provincial agreements), developing suitable hydrological models, and providing information about river discharge and water level to the public. In case of an extreme event such as flood or drought, the forecast center is responsible for issuing alerts and supporting provincial emergency management. Due to the large diversity in landscape, weather, and hydrological features across the country, extreme events are triggered by different mechanisms such as snowmelt, heavy rainfall, rain on snow, etc., at different times of the year. Each river forecast center deals with unique challenges in data collection, hydrologic/hydraulic modeling, and flood forecasting. Thus, the focus of the Center in planning for developments and future directions could be significantly different from one province to another. In this paper, the significance of river flood forecasting in Canada, as well as the development in hydrological modelling procedures are highlighted. Moreover, an overview of the current approaches for streamflow/flood forecasting used by the Centers is provided. The content presented here is an outcome of our interaction with the forecast centers. This further resulted in identifying a number of research questions to help bridge the gap between ongoing research and needs of the Centers.

RÉsumÉ

Cet article discute les procédures couramment utilisées par les centres de prévision des crues et inondations dans les provinces canadiennes. Au Canada, chaque province est responsable de la collecte et de la gestion des données météorologiques et hydrométriques (par le biais des autorités provinciales et/ou en vertu d'accords fédéraux/provinciaux), de développer des modèles hydrologiques adéquats, et de fournir des informations sur les débits et niveaux d’eau des rivières au public. En cas d'événement extrême, tel qu'une inondation ou une sécheresse, les centres de prévision sont responsables de l'émission des alertes et du soutien de la gestion des urgences au niveau provincial. Compte tenu de la grande diversité des paysages, des conditions météorologiques et des caractéristiques hydrologiques à travers le pays, les phénomènes extrêmes sont déclenchés par différents mécanismes, tels que la fonte des neiges, les fortes précipitations, la pluie sur la neige, etc., à différentes périodes de l'année. Chaque centre de prévision des crues des rivières fait face à des défis uniques en matière de collecte de données, de modélisation hydrologique/hydraulique et de prévision des crues. Par conséquent, l’objectif d’un centre en matière de planification des développements et des orientations futures pourrait être très différent d’une province à l’autre. Cet article souligne l’importance de la prévision des crues au Canada, ainsi que l’élaboration de procédures de modélisation hydrologique. En plus, un aperçu des approches actuelles utilisées par les centres en matière de prévision des débits et des crues, est fourni. Le contenu de cet article découle de nos interactions avec les centres de prévision. Cela a permis également d’identifier un certain nombre de questions de recherche pour aider à combler l’écart entre la recherche en cours et les besoins des centres de prévision.

Keywords:

• Hydrologic modeling procedure
• Canadian river flood forecast centers

Mots-clÉs:

• Procédure de modélisation hydrologique
• Centres Canadiens de prévision des crues des rivières

Acknowledgments

This work was supported by the Natural Science and Engineering Research Council (NSERC) Canadian FloodNet (Grant number: NETGP 451456). We would like to extend our sincere honor to Dr. Peter Rasmussen who lead a part of the project, arranged visits to the Centers, assisted in preparing questionnaire and actively contributed in the initial discussions, but passed away on 2^nd January, 2017. It is also acknowledged that during the visits, Centers generously shared their procedures for data collection and management, preparation of inputs to the models, models’ set up, and posting of models outputs on their websites. We are also grateful to the Centers staff who provided comments on an unpublished report from which some of the content of this article is drawn from.