Incision de la rivière - River incision

Ruisseau incisé dans les Andes équatoriennes dans le canton de Cayambe .

L'incision de la rivière est l' érosion étroite causée par une rivière ou un ruisseau qui est loin de son niveau de base . L'incision de la rivière est courante après le soulèvement tectonique du paysage. L'incision de plusieurs rivières donne un paysage disséqué, par exemple un plateau disséqué . L'incision de la rivière est le processus naturel par lequel une rivière s'enfonce dans son lit, approfondissant le chenal actif. Bien qu'il s'agisse d'un processus naturel, il peut être accéléré rapidement par des facteurs humains, notamment les changements d'utilisation des terres tels que la récolte de bois, l'exploitation minière, l'agriculture et la construction de routes et de barrages. Le taux d'incision est fonction de la contrainte de cisaillement basale. La contrainte de cisaillement est augmentée par des facteurs tels que les sédiments dans l'eau, qui augmentent sa densité. La contrainte de cisaillement est proportionnelle à la masse d'eau, à la gravité et au WSS : ${\style d'affichage t}$

${\displaystyle t=\rho gD\sin {(WSS)}}$

où t est la contrainte de cisaillement (N/m2), est la densité de l'eau qui coule, g est la gravité sur Terre, D est la profondeur moyenne de l'eau et WSS est la pente de la surface de l'eau. Ceci est analogue à la contrainte de cisaillement basale couramment utilisée en glaciologie. L'augmentation de la pente, de la profondeur ou de la densité de l'eau augmente le potentiel de l'eau à provoquer l'érosion.

Causes

Schéma d'une rivière incisant vers le bas à travers le substrat rocheux (gris). Le processus commence par l'image du haut.

L'exploitation forestière traditionnelle sur la côte ouest des États-Unis comprenait de nombreuses pratiques qui augmentaient l'incision des rivières. L'enlèvement du bois et la construction de routes associées facilitent le ruissellement et donc l'érosion accrue et l'apport de sédiments aux cours d'eau. L'augmentation des sédiments augmente la puissance du cours d'eau, augmentant la capacité du cours d'eau à effectuer des travaux géomorphologiques sur le lit et les berges. Cela conduit à l'affouillement du matériau du lit, exposant le lit du canal du substratum rocheux à l'érosion et donc à des taux d'incision plus rapides. Le matériau du lit affouillé se compose de sédiments plus fins tels que des limons, des sables et des graviers. L'élimination de ces derniers supprime des habitats aquatiques importants pour les espèces de salmonidés et d'autres organismes aquatiques. Dans de nombreuses zones agricoles, les rivières ont été redressées et endiguées pour contrôler les inondations et planter des cultures dans la plaine inondable. Normalement, les inondations sont autorisées à s'étendre à travers la plaine inondable, permettant le dépôt de sédiments et ralentissant la vitesse de l'eau, réduisant ainsi le potentiel érosif de l'eau. La canalisation concentre les crues dans le chenal actif, augmentant l'érosion. L'incision de rivière due à l'agriculture est bien documentée dans toutes les régions agricoles du monde, telles que la vallée centrale de Californie.

L'extraction de gravier dans les cours d'eau est également bien documentée comme cause d'incision de la rivière. Les matériaux stables sur le lit de la rivière atténuent l'érosion, en enlevant cette couche de blindage de gravier, de rochers, etc., le lit du canal est exposé à la force érosive de l'eau. "Sur la rivière Russian près de Healdsburg, en Californie, l'exploitation minière dans les cours d'eau dans les années 1950 et 1960 a provoqué une incision du canal de plus de 3 à 6 m sur une longueur de 11 km de rivière."

La tectonique joue un rôle important dans la formation des paysages et des rivières, et le soulèvement tectonique et l'incision des rivières vont de pair. Au fil du temps géologique, à mesure que les montagnes s'élèvent, l'eau érode les gorges et les canaux profonds, disséquant le paysage. Dans certains cas, comme les montagnes de la Sierra Nevada en Californie, il a été démontré que jusqu'à 1 km d'incision s'est produite au cours des 5 derniers millions d'années. "L'érosion fluviale est l'un des principaux agents de l'évolution du paysage. En dehors des régions glaciaires, les rivières sont responsables de la sculpture du terrain soulevé en réseaux de vallées arborescentes et de la création du relief qui entraîne des processus de transport gravitationnel tels que les glissements de terrain". Les rivières et les ruisseaux qui traversent les frontières tectoniques sont soumis à d'immenses changements géomorphologiques. Lorsqu'une zone sur le trajet d'une rivière est soulevée, la rivière doit soit dévier, soit inciser lentement dans la zone soulevée, créant une gorge ou un canyon.

Effets

Baisse du niveau des eaux souterraines

Au fur et à mesure que le lit du canal baisse, l'eau de l'aquifère environnant s'écoule dans le ruisseau, abaissant la nappe phréatique. Cela modifie le régime d'écoulement d'un cours d'eau et peut entraîner une forte réduction des débits estivaux. Une incision prolongée peut abaisser la nappe phréatique au point où les racines de la végétation riveraine ne peuvent plus y accéder pour l'eau, provoquant la mort de la forêt riveraine et donc une perte de stabilité du sol, contribuant à une sédimentation accrue. Les forêts riveraines font partie des écosystèmes les plus productifs et les plus diversifiés de la planète et sont pour cette raison au centre de nombreux projets de restauration à travers les États-Unis.

Changement de forme de pente

À de faibles taux d'érosion, l'augmentation de l'incision du cours d'eau peut entraîner l'érosion des pentes douces, créant des formes convexes vers le haut. Les pentes convexes autour d'un cours d'eau peuvent ainsi refléter indirectement un soulèvement crustal accéléré . En effet, une incision accélérée peut déclencher une érosion accélérée sur les pentes adjacentes, créant des pentes progressivement plus raides qui sont en équilibre avec des taux d'érosion élevés.

Remarques

Les références

Lectures complémentaires

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