Votre recherche

<p>In snow-prone regions, snowmelt is one of the main drivers of runoff. For operational flood forecasting and mitigation, the spatial distribution of snow water equivalent (SWE) in near real time is necessary. In this context, in situ observations of SWE provide a valuable information. Nonetheless, the high spatial variability of snowpack characteristics makes it necessary to implement some kind of snow modelling to get a spatially continuous estimation. Data assimilation is thus a useful approach to combine information from both observation and modeling in near real-time. </p><p>For example, at the provincial government of Quebec (eastern Canada), the HYDROTEL Snowpack Model is applied on a daily basis over a 0.1 degree resolution mesh covering the whole province. The modelled SWE is corrected in real time by in situ manual snow survey which are assimilated using a spatial particles filter (Cantet et al., 2019). This assimilation method improves the reliability of SWE estimation at ungauged sites.</p><p>The availability of manual snow surveys is however limited both in space and time. These measurements are conducted on a bi-weekly basis in a limited number of sites. In order to further improve the temporal and spatial observation coverage, alternative sources of data should be considered.</p><p>In this research, it is hypothesized that data gathered by SR50 sonic sensors can be assimilated in the spatial particle filter to improve the SWE estimation. These automatic sensors provide hourly measurements of snow depth and have been deployed in Quebec since 2005. Beforehand, probabilistic SWE estimations were derived from the SR50 snow depth measurements using an ensemble of artificial neural networks (Odry et al. 2019). Considering the nature of the data and the conversion process, the uncertainty associated with this dataset is supposed larger than for the manual snow surveys. The objective of the research is to evaluate the potential interest of adding this lower-quality information in the assimilation framework.</p><p>The addition of frequent but uncertain data in the spatial particle filter required some adjustments in term of assimilation frequency and particle resampling. A reordering of the particles was implemented to maintain the spatial coherence between the different particles. With these changes, the consideration of both manual snow surveys and SR50 data in the spatial particle filter reached performances that are comparable to the initial particle filter that combines only the model and manual snow survey for estimating SWE in ungauged sites. However, the addition of SR50 data in the particle filter allows for continuous information in time, between manual snow surveys.</p><p> </p><p><strong>References:</strong></p><p>Cantet, P., Boucher, M.-A., Lachance-Coutier, S., Turcotte, R., Fortin, V. (2019). Using a particle filter to estimate the spatial distribution of the snowpack water equivalent. J. Hydrometeorol, 20.</p><p>Odry, J., Boucher, M.-A., Cantet,P., Lachance-Cloutier, S., Turcotte, R., St-Louis, P.-Y. (2019). Using artificial neural networks to estimate snow water equivalent from snow depth. Canadian water ressources journal (under review)</p>

Floods, intensified by climate change, pose major challenges for flood zone management in Quebec. This report addresses these issues through two complementary aspects: a historical analysis of the evolution of flood zone management in Quebec and the projected impact of the cartographic and regulatory overhaul, as well as an exploration of the imaginary surrounding the flood-prone territory of the city of Lachute, which has faced recurrent floods for decades and yet continues to be inhabited. The historical analysis reveals that the major floods of 1974, 1976, 2017, and 2019 marked significant turning points in Quebec’s risk management, particularly by highlighting gaps in the regulatory framework and flood zone mapping. The adoption of the Act Respecting Land Use Planning and Development (LAU) in 1979 and the Policy for the Protection of Shorelines, Littorals, and Floodplains (PPRLPI) in 1987 represented a shift toward a preventive approach. However, inconsistencies, insufficient updates to maps, and uneven enforcement of standards have hindered their effectiveness. The catastrophic floods of 2017 and 2019 triggered a regulatory overhaul, a modernization of mapping, and measures to strengthen community resilience. In 2022, a transitional regime came into effect to tighten the regulation of activities in flood zones, pending the adoption of a risk-based management framework. However, to this day, the regulatory perimeters proposed in the modernization project fail to account for the adaptive capacities deployed by communities to live with water, thus providing a biased interpretation of flood risk. The second part explores the social and cultural representations associated with Lachute’s flood-prone territory. It highlights the complex relationships that have developed between residents and the Rivière du Nord through successive flooding episodes and the adaptation strategies implemented to cope, particularly by those who have repeatedly experienced flooding. These residents have come to live with overflow events and to (co)exist with water, challenging the persistent notion that flood-prone areas are inherently dangerous. While local strategies are sometimes innovative, they remain constrained by a regulatory framework that disregards the human experience of the territory and the specific ways in which people inhabit exposed areas to learn to manage flood risks. In summary, this report underscores the urgency of a territorialized, risk-based approach to modernizing flood zone management. It also highlights the need to look beyond cartographic boundaries and better integrate human and cultural dimensions into planning policies, as illustrated in the case of Lachute, to more accurately reflect the true level of risk. These reflections aim to promote more coherent, sustainable, and acceptable management, planning, and development of exposed territories in response to the growing challenges posed by climate change.

Abstract. Groundwater contribution to river flows, generally called base flows, often accounts for a significant proportion of total flow rate, especially during the dry season. The objective of this work is to test simple approaches requiring limited data to understand groundwater contribution to river flows. The Noire river basin in southern Quebec is used as a case study. A lumped conceptual hydrological model (the MOHYSE model), a groundwater flow model (MODFLOW) and hydrograph separation are used to provide estimates of base flow for the study area. Results show that the methods are complementary. Hydrograph separation and the MOHYSE surface flow model provide similar annual estimates for the groundwater contribution to river flow, but monthly base flows can vary significantly between the two methods. Both methods have the advantage of being easily implemented. However, the distinction between aquifer contribution and shallow subsurface contribution to base flow can only be made with a groundwater flow model. The aquifer renewal rate estimated with the MODFLOW model for the Noire River is 30% of the recharge estimated from base flow values. This is a significantly difference which can be crucial for regional-scale water management.

Among natural-disaster risks, heat waves are responsible for a large number of deaths, diseases and economic losses around the world. As they will increase in severity, duration and frequency over the decades to come within the context of climate change, these extreme events constitute a genuine danger to human health, and heat-warning systems are strongly recommended by public health authorities to reduce this risk of diseases and of excessive mortality and morbidity. Thus, evidence-based public alerting criteria are needed to reduce impacts on human health before and during persistent hot weather conditions. The goal of this guide is to identify alert thresholds for heat waves in Canada based on evidence, and to propose an approach for better defining heat waves in the Canadian context in order to reduce the risks to human health and contribute to the well-being of Canadians. This guide is the result of the collaboration among various research and public institutions working on: 1) meteorological and climate aspects, i.e. the Meteorological Service of Canada (MSC, Environment and Climate Change Canada), and the ESCER centre at the Universite du Quebec a Montreal, and 2) public health, i.e. Health Canada and the Institut National de Sante Publique du Quebec.

En marge de la Cinquième Plateforme régionale pour la Réduction des risques de catastrophes des Amériques (PRA), le gouvernement du Canada a approché l’Institut des sciences de l’environnement(ISE) de l’Université du Québec à Montréal(UQAM) afin d’organiser un forum public. Les échanges de ce dernier devaient servir à alimenter les discussions de la PRA. Au total, 21 experts ont discuté avec une centaine de participants lors de panels organisés à l’UQAM sous les thèmes de la santé, de la sécurité civile et de l’aménagement du territoire. Plusieurs thèmes transversaux ont aussi émergé tout au long du forum. Il importe de pérenniser le rôle de la recherche et d’améliorer les capacités de formation technique et universitaire afin de former des spécialistes en mesure d’appréhender la complexité de la gestion du risque dans un contexte de changements environnementaux et climatiques. Ceci est également essentiel pour l’identification des facteurs de risque (multisources ou multidimensionnels), pour tirer des leçons apprises des événements majeurs passés et récents, et pour développer ou mettre à jour la connaissance sur les tendances en cours et à venir des aléas météorologiques, ainsi que des facteurs de vulnérabilité et d’exposition. Tous les panels ont discuté de l’importance de favoriser le décloisonnement intra/interorganisationnel pour promouvoir la transsectorialité et les retours d’expériences systématiques. Pour ce faire, il faut s’inspirer des modèles internationaux, notamment du système d’alertes hydrométéorologiques présenté par Météo-France. Celui-ci inclut une vigilance météorologique qui cible des populations et des autorités publiques, et les informe des comportements et des règles à suivre lors d’alertes plus problématiques (vigilance aux stades orange et rouge). Finalement, l’amélioration de la communication et le libre accès à l’information sont des éléments essentiels pour protéger les individus et développer une société plus résiliente.

Les bassins versants du Moyen‐Nord quebecois (49e au 55e parallele) se distinguent par leur climatologie et le pourcentage eleve de territoires couverts par des lacs et milieux humides (de l’ordre de 20 a 30 %) et, surtout, par leur importante contribution a la production electrique du Quebec; le complexe de la riviere La Grande generant environ 40% de l’electricite quebecoise. Dans le contexte de la gestion de la production d’electricite, Hydro‐Quebec Production fait la prevision des apports aux reservoirs de ce complexe a l’aide d’un modele hydrologique global. Par ailleurs, depuis les annees 1980, le milieu boreal quebecois a subi des hausses de temperature et de precipitation qui ont modifie le regime des apports aux reservoirs. Compte tenu de ces changements et des caracteristiques physiographiques des bassins boreaux, il a ete propose d’utiliser un modele hydrologique distribue a base physique pour examiner l’impact sur ces apports des projections climatiques produites par Ouranos. En l’occurrence le modele HYDROTEL dont la prise en mains est en train d’etre completee par Hydro‐Quebec Production. Le modele qui est maintenant convenablement cale pour un certain nombre de bassins repond aux attentes dans les bassins du sud du Quebec. Toutefois, pour les grands bassins du Nord comme ceux du Complexe La Grande, l’utilisation du modele requiert des travaux d’adaptations, entre autres, aux niveaux de la modelisation des milieux humides et de la desagregation spatiale des precipitations simulees par les modeles climatiques. Les objectifs generaux de ce projet etaient d’accroitre notre comprehension de l’hydrologie du moyen nord afin qu’elle soit bien representee dans HYDROTEL tout en tenant compte des incertitudes parametriques associees aux differentes equations gouvernant les processus physiques. Ces objectives ont ete declines en trois activites de travail : (AT1) modelisation des processus hydrologiques; (AT2) calage et analyses de sensibilite, d’identifiabilite et d’incertitudes des parametres de calage d’HYDROTEL; et (AT3) amelioration des plateformes informatiques HYDROTEL et PHYSITEL, ce dernier etant un SIG dedie a la construction des bases de donnees de modeles hydrologiques distribues. Pour Ouranos et Hydro‐Quebec les principales realisations issues de ce projet incluent : (i) le developpement d’une methode eprouvee de desagregation sous grille de la precipitation mesoechelle permettant d’evaluer a fine echelle spatiale l’impact des changements climatiques sur les precipitations; (ii) une meilleure comprehension de la dynamique des ecoulements, du stockage de l’eau et de l’evapotranspiration d’un petit bassin versant boreal incluant une grande une tourbiere minerotrophe aqualysee; (iii) l’evaluation du parametrage de la sublimation et la relocalisation de la neige dues au vent et l’identification du besoin d’inclure le rayonnement sous la canopee pour bien reproduire la crue avec un modele complexe de l'evolution du couvert nival; (iv) la detection de la quasi neutralite frequente (~76% du temps, majoritairement le jour) de l’atmosphere au‐dessus d’un milieu humide causee par une turbulence mecanique forte et une grande inertie thermique; conditions ayant permises le developpement d’un modele simple d’evapotranspiration des milieux humides base le transfert massique et la stabilite atmospherique; (v) le developpement d’un modele de rayonnement net base uniquement sur des donnees de temperatures journalieres (min, max) et une estimation des parametres permettant de valider l’utilisation de l’equation de Penman‐Monteith dans le nord quebecois; (vi) la hierarchisation des parametres de calage d’HYDROTEL selon la saison et le developpement d’une methode permettant d’evaluer l’incertitude sur les debits simules et d’identifier son importance durant la fonte et l’etiage estival; (vii) dans un contexte d’analyse frequentielle des debits simules, evaluation de l’incertitude parametrique par rapport a l’incertitude statistique, cette derniere dominant pour les periodes de retour superieures a cinq ans; (viii) a l’aide de PHYSITEL, la premiere discretisation du complexe de la riviere La Grande (136 648 km2) en six sousbassins (LG1, LG2, LG3, LG4, La Forge 1 & 2,et Caniapiscau) leur subdivision en versants permettant le calcul de crues maximales probables a l’aide d’HYDROTEL; et (ix) le developpement d’une version 64 bits d’HYDROTEL incluant de nouveaux modules de de calculs de la temperature du sol et des bilans hydriques des milieux humides et isoles. L'avancement de nos comprehensions de l'hydrologie des milieux humides et du milieu boreal en general a ete a la base du developpement des versions adaptees d'HYDROTEL et de PHYSITEL qui permettront a Hydro‐Quebec d'apprehender, avec une modelisation distribuee, l'impact des changements climatiques sur le complexe de la riviere La Grande. Ces logiciels sont transposables a l’ensemble du milieu boreal canadien. Une entente conclut, depuis 2005, entre l’INRS et Hydro‐Quebec (HQ) permet d’ailleurs une distribution commerciale des differentes versions d’HYDROTEL avec interfaces usagers de meme qu’une distribution communautaire du noyau de calcul. Cette synergie a permis de mettre en commun des ressources et des expertises qui facilitent les echanges scientifiques et techniques entre les concepteurs d’HYDROTEL, le Centre d’expertise hydrique du Quebec (CEHQ), HQ, l’IREQ (Institut de recherche en electricite du Quebec) et d’autres usagers (ex. : l’IMTA, Instituto Mexicano de Technologia del Agua). Au total, plus d’une quarantaine de licences ont ete distribuees tant pour des besoins d’enseignement (Universite de Sherbrooke) et de recherche (Universite Laval, UQTR, UQAC, IREQ, Ecole de Technologie Superieure, INRA de Montpellier, Environnement Canada, Agriculture et Agroalimentaire Canada), que des besoins de prevision hydrologique (IMTA, Ville de Quebec, Centre d’expertise hydrique du Quebec, HQ). La modularite informatique d’HYDROTEL se prete egalement bien a cette synergie car elle offre la possibilite de partager le savoir‐faire et, par l’entremise d’un site internet public (CodePlex), de mettre a la disponibilite de tous les nouvelles versions du noyau de calcul. Ces developpements ont permis a l’equipe de l’INRS‐ETE d’acquerir une reconnaissance internationale en modelisation hydrologique distribuee. En effet, HYDROTEL et PHYSITEL ont dans le passe ete identifie comme les outils a utiliser dans le cadre d’appels de proposition de projets de determination du potentiel hydroelectrique finances par la Banque Mondiale [World Bank, 2009].