Fully integrating probabilistic flood forecasts into the decision-making process across southern Quebec, Canada: some factors to consider

Abstract

Flood forecasts can enable decision-makers to plan for mitigation measures, ensure the safety of people and reduce damages to private and public property. However, while flood forecasting systems are becoming increasingly sophisticated, those technical improvements do not always translate into a reduction of damages. In particular, ensemble and probabilistic streamflow forecasts provide more information regarding the uncertainty, but such forecasts are also more difficult to interpret. The connection between streamflow, water depth and flood extent is also not straightforward, as this connection requires extensive previous experience with a given river reach. Streamflow forecasts can be transformed in predictive flood maps through a hydraulic model, and those maps might have a more intuitive interpretation. However, if the system is designed to also represent the uncertainty of both water depth and extent, the interpretation becomes considerably more complex. Within this context of continuous improvement of flood forecasting systems, a broad consultation (90 participants) of forecast users was conducted across southern Quebec, Canada, with the aim of understanding their perception of flood forecasts and how they use those forecasts for decision-making. Participants responses emphasize the importance of contextualizing the forecasts according to potential consequences, providing an accurate representation of the time evolution of flood events, and facilitating the communication between forecasters and decision-makers. Following this, our main recommendation is to organize workshops to provide training for decision-makers on how to interpret hydrological forecasts correctly. Another recommendation is to implement additional communication channels between forecasters and end-users.

RÉSUMÉ

Les prévisions hydrologiques peuvent permettre aux décideurs de planifier des mesures d’atténuation, d’assurer la sécurité des personnes et de réduire les dommages aux biens privés et publics. Cependant, alors que les systèmes de prévision des crues deviennent de plus en plus sophistiqués, ces améliorations techniques ne se traduisent pas toujours par une réduction des dommages. En particulier, les prévisions de débit d’ensemble et probabilistes fournissent plus d’informations sur l’incertitude, mais ces prévisions sont également plus difficiles à interpréter. Le lien entre le débit, la profondeur de l’eau et l’étendue de l’inondation n’est pas non plus direct, car ce lien nécessite une vaste expérience préalable avec un tronçon de rivière donné. Les prévisions de débit peuvent être transformées en cartes grâce à un modèle hydraulique, et ces cartes peuvent avoir une interprétation plus intuitive. Par contre, si le système est conçu pour représenter également l’incertitude de la profondeur et de l’étendue de l’eau, l’interprétation devient considérablement plus complexe. Dans ce contexte d’amélioration continue des systèmes de prévision des crues, une large consultation (90 participants) des utilisateurs de ces prévisions a été menée pour toute la portion sud de la province de Québec (Canada), dans le but de comprendre leur perception des produits de prévision et la manière dont ils utilisent ces produits pour la prise de décision. Les réponses des participants soulignent l’importance de contextualiser les prévisions en fonction des conséquences potentielles, de fournir une représentation précise de l’évolution temporelle des événements et de faciliter la communication entre les prévisionnistes et les décideurs. Suivant ces constats, notre principale recommandation est d’organiser des ateliers de formation à l’intention des décideurs pour les aider à interpréter correctement les prévisions hydrologiques. Une autre recommandation est de mettre en place des canaux de communication supplémentaires entre les prévisionnistes et les utilisateurs de prévisions.

Keywords:

• Flood forecasting
• early warning systems
• communication
• decision-making

Notes

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.

Data availability

The data obtained during this research is confidential and cannot be shared.

Notes

1 The survey was conducted in the midst of the Covid-19 pandemic. Municipalities were often overburdened by this situation and, although interested in participating in our survey, some simply could not find the time to participate.

2 The second part, not discussed here, consisted of the presentation of various prototypes for visualizing hydrological forecasts presented in a map form to identify those elements well or poorly understood by users and determine users’ preferences in regard to forecast visualization.