Flood hazard and risk assessment in data scarce regions : the case of the Metuge district in northern Mozambique

Floods are widespread natural disasters that have devastating consequences for people and communities worldwide. In recent years, the frequency and severity of such events ever increased due to climate change and rising urbanization, with developing countries suffering the most because of their vulnerability, frail infrastructure, and weak disaster preparedness. Consequently, there is a growing need to better understand the causes and impacts of floods in these contexts, in which data scarcity is one of the main challenges. Studies conducted in areas with limited data tend to evaluate flood risk using GIS techniques and remote sensing data, whereas hydrological and hydraulic modelling are rarely employed. The use of damage models to assess the expected damage is even more infrequent, and risk assessment remains hazard centered. In this study, a significant effort was made to fill these gaps by combining the information obtained from global databases and field surveys. In detail, this study presents a flood risk assessment for the rural communities of the District of Metuge in northern Mozambique, which involves the development of a comprehensive methodology considering all three components of risk, namely hazard, exposure, and vulnerability. The implementation follows a holistic approach that includes quantitative hydrological and hydraulic modelling for the flood hazard component, characterization of the population and infrastructure exposed (residential buildings, roads, and critical facilities) through local surveyed data, and use of damage models for vulnerability assessment. The analysis was carried out for seven different return periods to increase the detail of the damage-frequency curves obtained for each considered asset and thus have a better estimation of flood risk. In addition, the results were communicated and validated with local stakeholders, during a mission conducted in Mozambique using a participatory approach. The final results consist of flood hazard and risk maps that can be used to communicate flood risk and potential impacts, as well as to promote preparedness and resilience measures. Overall, the results obtained in this study represent a substantial upgrade of the risk knowledge that was previously available for the same area.

Le alluvioni sono tra i più comuni disastri naturali, con conseguenze devastanti per le comunità colpite, a livello globale. Negli ultimi anni, la frequenza e l’intensità delle alluvioni sono aumentate a causa del cambiamento climatico e della rapida urbanizzazione in corso. I paesi in via di sviluppo risultano quelli maggiormente colpiti da questo fenomeno, a causa della loro vulnerabilità, delle fragili infrastrutture e della scarsa preparazione alla gestione di eventi catastrofali. Di conseguenza, vi è una crescente necessità di comprendere meglio le cause e gli impatti delle alluvioni in questi contesti, in cui la scarsità di dati è una delle principali sfide alla mitigazione del rischio. Gli studi condotti finora in tali aree tendono a valutare il rischio di alluvione utilizzando tecniche tipiche dei sistemi informativi geografici e dati da telerilevamento, mentre i modelli idrologici e idraulici vengono utilizzati raramente. L'uso di modelli per valutare il danno atteso è ancora più raro e la valutazione del rischio rimane centrata sulla pericolosità. In questo studio, è stato fatto uno sforzo significativo per colmare queste lacune combinando le informazioni ottenute da database globali e indagini sul campo. In particolare, questo studio presenta una valutazione del rischio di alluvione per le comunità rurali del distretto di Metuge nel Mozambico settentrionale, mediante l’implementazione di una metodologia completa che consideri tutte e tre le componenti del rischio, ovvero pericolosità, esposizione e vulnerabilità. L'implementazione segue un approccio olistico che include la modellazione idrologica e idraulica per la componente di pericolosità da alluvione, la caratterizzazione della popolazione e delle infrastrutture esposte (edifici residenziali, strade e strutture critiche) attraverso un sopralluogo in campo e l'uso di modelli di danno per la valutazione della vulnerabilità. L'analisi è stata effettuata per sette periodi di ritorno per aumentare il dettaglio delle curve frequenza-danno ottenute per ogni bene considerato e avere così una migliore valutazione del rischio. I risultati sono stati comunicati a e validati con i portatori di interesse locali, durante una missione condotta in Mozambico, mediante un processo partecipato. I risultati finali dello studio consistono in mappe di pericolosità e di rischio di alluvione. Tali mappe possono essere utilizzate sia per comunicare il rischio di alluvione e i potenziali impatti, che per promuovere misure di preparazione e resilienza. I risultati ottenuti in questo studio rappresentano un miglioramento sostanziale della conoscenza sul rischio alluvionale rispetto a quella già esistente per la stessa area.