Hydrogeomorphic effects of beaver dams on floodplain morphology: avulsion processes and sediment fluxes in upland valley floors (Spessart, Germany) [ Les effets hydro-géomorphologiques des barrages de castors sur la morphologie de la plaine alluviale : processus d'avulsions et flux sédimentaires des vallées intra-montagnardes (Spessart, Allemagne).] - article ; n°1 ; vol.15, pg 219-231

Stefan John, Andreas Klein

Description

Quaternaire - Année 2004 - Volume 15 - Numéro 1 - Pages 219-231
Im Rahmen einer zweijährigen Untersuchung im Spessart (Deutschland) wurden unterschiedhche Methoden angewandt, um bibennduzierte fluvialmorphologische Veranderungen in einer Talweitung der Jossa, eines Mittelgebirgsbaches 3 Ordnung, zu visuahsieren und zu analysieren Die wiedereingeburgerte Biberpopulation {Castor fiber albicus) zeigte hier eine intensive Dammbau-Aktivität mit weitreichenden Auswirkungen auf Fließmuster, Sedimentations und Erosionsprozesse. Auf der Basis eines GIS und multitemporaler Luftbildinterpretation wurden drei verschiedene Zustande (1998-2001) der Fluss und Auenmorphologie kartiert Ebenso wurden Fließstrecken, See und Vernassungsflachen, Sedimentmachtigkeiten sowie Sedimentations- und Erosionsraten berechnet. Die Ergebnisse zeigen, dass Biberdämme durch das Aufstauen von Seen die Fläche offener Stillwasser bereiche in erhebhchem Maße vergroßern und zur Vernässung großer Auenbereiche führen Zudem verursachen sie eine Verlangerung der Gesamt- FheBstrecke, indem sie Wasser m die Aue leiten. Dies führt zur Entstehung eines vielfach verzweigten Gennne Netzwerks mit anastomosierendem Fließmuster. Dort, wo sich der Seeabfluss auf wenige, relativ stabile Gennne konzentnert, kommt es infolge ruckschreitender Erosion zur Entstehung eines emzelnen Hauptgennnes. Bis zu einer kompletten Laufverlegung konnten fünf Stadien der Gennnebettentwicklung beobachtet werden, die den Stadien einer graduellen Avulsion entsprechen. Folghch sollten Biberdämme als mögliche, eventuell bedeutende Ausloser von Avulsionsprozessen angesehen werden. In den Biberseen kommt es zu einer erhöhten Akkumulation von uberwiegend Sanden und organikreichen Schluffen. Aber auch das angrenzende Gennne-Netzwerk stellt einen wichtigen Sedimentationsraum dar, da die kontinuierliche Entwasserung der Biberseen in die Aue ausgedehnte Avulsions-Ablagerungen zur Folge hat Die höchsten Mächtigkeiten wurden innerhalb des aufgestauten Gennnebettes und in angrenzenden tiefen Entwas- serungsgraben sedimentiert, genngere Mengen in der uberstauten bzw uberfluteten Aue Die Ergebmsse geben dazu Anlass, Biberaktivitäten eine große Bedeutung als geomorphologischer Faktor fur die quartare Auen-Entwicklung an Gewassern medngerer Ordnung in Mitteleuropa zuzusprechen
In a two years study, several methods were used to visualise and analyse beaver-induced hydrogeomorphic changes of channel pattern, sediment fluxes and erosion processes on the upland valley floor of the 3rd order river Jossa (Spessart/Germany). There, the re-introduced population of Castor fiber albicus shows intensive dam-building activity Using GIS and aenal photography, different stages of river and floodplain morphology (1998-2001) were mapped In addition, length of water courses, areal extent of ponds and wetlands, sediment depths, volumes and sedimentation rates, as well as erosion rates and amounts of eroded matenal were calculated. The results revealed that beaver dams create large wetlands and greatly increase the area of open water surface and quiet reaches by damming-up ponds. Moreover, they enhance the total water flow length by diverting water onto the floodplain, resulting in a multi-channeled (anastomosing) drainage network Where pond drainage was concentrated on a few relative stable channels, headcut erosion led to the development of one single dominant channel. Five stages of this development to a channel relocation were observed, resembling stages of a gradual avulsion. This implies that beaver dams should be recognised as possible - or even as important - avulsion triggers Intensified deposition of predominantly sands and organic silts occurred within the beaver ponds. Moreover, extended avulsion deposits caused by permanent overbank flow revealed the multi-channeled drainage network to be an important depositional environment of beaver sites. The highest amounts of sediments were deposited within the channel-bed and adjacent anthropogenic ditches, smaller amounts were accumulated on the inundated floodplain. The results may provide a rationale for attributing beaver activities a high significance as a forcing factor of Quaternary floodplain development along low order rivers in Central Europe.
Durant une étude de 2 ans, plusieurs méthodes ont été utilisées afin de visualiser et d'analyser les modifications hydro-géomorphologiques causées par les castors sur les styles fluviaux, les flux sédimentaires et les processus d'érosion d'un ruisseau de 3ème ordre, nommé Jossa et situé dans le massif du Spessart en Allemagne. Dans cette région, où le castor (Castor fiber albicus) a été réintroduit, l'intense construction de barrages a d'énormes conséquences sur la morphologie de la rivière et celle de sa plaine alluviale. C'est avec l'aide d'un SIG et de photographies aériennes que les différents stades de transformation de la rivière et de son lit furent donc cartographies (1998-2001). De plus furent calculés les longueurs des cours d'eau, la superficie des étangs et des marais, les taux de sédimentation, les volumes et épaisseurs des sédiments, mais aussi les taux d'érosion et la quantité des matériaux érodés. Les résultats révèlent que les barrages de castors créent de larges zones humides, amplifient les superficies des étangs et s'étendent ainsi à de larges échelles. En outre, ils allongent les cours d'eau en détournant l'eau dans la plaine alluviale et créent ainsi un réseau de chenaux distributaires doté d'un style alluvial anastomosé. Aux endroits où le drainage des étangs se concentre sur quelques chenaux stables, se produit en général une érosion régressive menant à la formation d'un chenal principal isolé. Cinq phases menant à un complet transfert des cours d'eau ont été observées; elles ressemblent aux phases d'une avulsion graduelle. II faut alors reconnaître que les barrages de castors doivent être considérés comme des potentiels ou même d'importants déclencheurs d'avulsions. Sables et particules organiques prédominants se déposent en grande quantité dans les étangs de castors et réduisent ainsi la puissance fluviale et la capacité de transport. Cependant une large déposition de sédiments d'avulsions causé par des débordements répétés, révèle que le réseau de drainage est un essentiel lieu d'accumulation dans le site de ces rongeurs. Les quantités les plus élevées de sédiments se trouvent dans le lit fluvial, ainsi que dans les fossés adjacents d'origine anthropique. Quant aux quantités minimales relevées sur le site, elles furent trouvées dans les plaines alluviales inondées. Les résultats peuvent conforter l'opinion qui attribue à l'activité des castors une si grande importance en tant que facteur déterminant du développement quaternaire de la plaine alluviale des rivières d'ordre moyen en Europe centrale.
13 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.

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• Publié par: QUATERNAIRE
• Publié le: 01 janvier 2004
• Nombre de lectures: 10
• Langue: English
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

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