Organisation morphologique des blocs et des amas de galets dans les cours d’eau à lit de gravier Spatial Organisation of Large Clasts and Pebble Clusters in Gravel-bed Rivers Organización morfológica de los bloques de conglomerados de cantos rodados en el cauce con lecho de grava

Résumé

Dans les cours d’eau à lit de graviers, les blocs et les amas de galets entraînent des changements de rugosité qui jouent un rôle important sur la variabilité spatiale du cisaillement exercé sur le lit, de la structure de l’écoulement et du transport des sédiments. Pourtant, peu de méthodes permettent de décrire l’organisation de ces éléments de rugosité du lit à l’échelle de la section de cours d’eau. Nous présentons deux méthodes d’échantillonnage qui permettent de quantifier l’organisation spatiale des blocs et des amas de galets sur quatre tronçons de rivière : la cartographie ponctuelle des blocs isolés et des amas de galets et la cartographie systématique de la topographie du lit. Les caractéristiques de l’organisation spatiale de ces éléments de rugosité sont quantifiées et comparées à celles de distributions aléatoires. Nous observons d’abord que la concentration des blocs isolés et des amas de galets, la distance qui les sépare et les caractéristiques des alignements composés de plusieurs éléments de rugosité sont semblables dans le cas des cours d’eau de même dimension. Ensuite, certaines caractéristiques de l’organisation spatiale des blocs et des amas de galets ressemblent à celles des distributions aléatoires. Nous proposons en discussion une interprétation dynamique de l’organisation spatiale des éléments de rugosité qui tienne compte de ces observations.

Abstract

Pebble clusters and large protuberant clasts such as boulders introduce a strong variability in the distribution of roughness in gravel-bed rivers and exert a significant influence on flow resistance and sediment transport. However, understanding the complex morphology of the bed at a reach scale is limited by the scarcity of sampling strategies to locate these roughness elements in the reach. In this paper, we present two sampling strategies to characterize the spatial organisation of boulders and pebble clusters in four river reaches. We have mapped 1) isolated boulders and pebble clusters and 2) bed topography at a high spatial resolution to compare the characteristics of the spatial organisation of these elements with those obtained from random distributions. We observed that the concentration of boulders and pebble clusters, the distance between neighbouring elements and the characteristics of transverse ribs are similar for reaches of the same width. Furthermore, some characteristics of the spatial organisation of the elements in a natural reach are similar to that of random distributions. A dynamic interpretation of the spatial organisation of bedforms that includes these observations is proposed.

Resumen

En los cauces formados por un lecho de grava los bloques de conglomerados de cantos rodados inducen cambios de rugosidad que juegan un papel importante en la variación espacial del corte ejercido sobre el lecho, de la estructura del escurrimiento y del transporte de los sedimentos. Sin embargo, pocos métodos permiten describir la organización de esos elementos de rugosidad del lecho a la escala de la sección del cauce. Se presentan aquí dos métodos de muestreo que permiten cuantificar la organización espacial de los bloques de conglomerados de cantos rodados en cuatro tramos del río : La cartografía puntual de los bloques aislados y de los conglomerados de cantos rodados y la cartografía sistemática de la topografía del lecho. Las características de la organización espacial de esos elementos de rugosidad son calculadas y comparadas con aquellas de distribución aleatoria. En primer lugar se observa que en la concentración de bloques aislados y de conglomerados de cantos rodados la distancia que los separa y las características de los alineamiento compuestos por varios elementos de rugosidad son similares en el caso de cauces de dimensión semejante. Posteriormente ciertas características de la organización espacial de los bloques y de los conglomerados de cantos rodados se asemejan a los de distribución aleatoria. Se propone discutir la interpretación dinámica de la organización espacial de los elementos de rugosidad que toman en cuenta estas observaciones.