WATFLOOD: a Micro-Computer Based Flood Forecasting System Based on Real-Time Weather Radar

Abstract WATFLOOD is a menu-driven micro-computer based flood forecasting system incorporating data management programs to enable real-time use of weather radar for flood forecasting. It includes a radar calibration model called CALIBR and a simulation model called SIMPLE, which is the heart of the system. SIMPLE is a process-based hydrologic simulation model programmed in FORTRAN77. Only the most dominant hydrologic processes affecting flood flows are included. The programming for inputing streamflow, gage rainfall, and reservoir releases uses a spreadsheet type of input format.SIMPLE features an automatic pattern search optimization algorithm to determine which combination of parameters best fit measured conditions. The parameters for optimization are: soil permeability, overland flow roughness, channel roughness, depression storage, and an upper zone depletion factor. In the operational mode, the calibration option is used to determine the initial soil moisture based on real-time measurements of streamflow.Radar derived precipitation data is usually reported in a square grid format. WATFLOOD is designed to use digital radar data in various formats. Regardless of format, weather radar does not at present provide accurate rainfall amounts. The WATFLOOD system includes software to calibrate or adjust radar measurements in a real-time mode, using ground based telemetered raingages as ground truth. WATFLOOD est un système de prévision des crues articulé sur un micro-ordinateur piloté par menu, qui comprend des programmes de gestion afin de permettre l’utilisation en temps réel d’un radar météorologique. Il est composé d’un modèle d’étalonnage radar nommé CALIBR et du modèle de simulation SIMPLE, qui est le coeur du système. Programmé en FORTRAN77 pour simuler les étapes du cycle de l’eau, le SIMPLE ne comprend que les étapes affectant le débit des crues d’une manière importante. La programmation qui permet d’entrer en mémoire le débit d’un cours d’eau, le jaugeage des précipitations et les déversements d’eau des réservoirs organise ces entrées à l’aide d’une sorte de feuille de calcul électronique.Une des caractéristiques du logiciel SIMPLE est un algorithme d’optimisation de la recherche automatique des configurations qui permet d’établir les combinaisons de paramètres qui correspondent davantage aux conditions mesurées. Les paramètres de l’optimisation sont les suivants : la perméabilité du sol, la rugosité du ruissellement, la rugosité des canaux, l’emmagasinement dans les dépressions du sol et le facteur de tarissement des zones élevées. En mode d’exploitation, l’option d’étalonnage sert à déterminer l’humidité initiale du sol à partir des mesures en temps réel du débit d’un cours d’eau.Les données qui proviennent du radar sont normalement présentées sous forme d’une grille carrée. Le WATFLOOD est conçu de manière à pouvoir présenter les données numériques du radar sous des formes différentes. Mais peu importe la façon dont les données sont présentées, le radar météorologique ne peut pas, à l’heure actuelle, mesurer la hauteur exacte des précipitations. Le système WATFLOOD comprend un logiciel pour étalonner ou ajuster les mesures du radar dans le mode en temps réel, en tenant compte des mesures prises au sol par les télémètres pluviométriques.