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Rupture de talus et érosion - Géosciences


Rupture de pente et érosion

Abstrait

Objectif

Une étude complète des orages et de leur impact sur l'érosion des sols sur les pentes des collines est importante, mais les données observées sur le terrain sont rares dans le monde. Notre objectif était d'évaluer et de quantifier l'ampleur de l'érosion des sols et son influence subséquente sur le versant des collines avec différents modèles d'utilisation des terres sous une tempête de pluie extrême.

Méthodes

Nous avons étudié une tempête de pluie extrême le 26 juillet 2017 dans le comté de Zizhou sur le plateau de Loess, en Chine. 218 mm de pluie sont tombés en 15 h avec une intensité maximale de 52 mm h -1 pendant 1 h. Dans le noyau d'orage, nous avons étudié les caractéristiques de l'érosion du sol sur six pentes avec différents modèles d'utilisation des terres, composées de terres agricoles en pente (SF), de prairies (GL), de forêts (WL) et de pâturages (PA) sur différentes positions de pente. Trois types d'érosion du sol (rigoles, rupture de pente et incision de ravines) le long des six versants ont été mesurés sur chaque terrain, respectivement. La puissance du cours d'eau a été calculée pour quantifier l'efficacité de l'érosion des pluies torrentielles. L'altération subséquente des ravins et des ruptures de pente graves a été mesurée après deux ans.

Résultats

Les intensités d'érosion du sol des pentes des collines étaient de l'ordre de 6,94 × 10 3 -95,89 × 10 3 t km −2 . Les intensités d'érosion du sol sur les pentes avec des terres agricoles en pente étaient plusieurs décuples plus élevées que celles sur les pentes avec des bois et des prairies. L'incision des ravines et la rupture des pentes ont fourni la plupart des sédiments des pentes de la colline, tandis que l'érosion des rigoles ne peut être ignorée que dans les terres agricoles en pente. La couverture végétale rare, la surface concave, le talus de grande hauteur, le fossé de drainage déraisonnable et le désherbage ont été les principales raisons de la grave érosion due à cet événement orageux. Les seuils d'incision des ravines de la puissance du ruisseau étaient d'environ 175 W m -2 , 370 W m -2 , moins de 35 W m -2 et plus de 460 W m -2 pour PA, GL, SF et WL, respectivement. Presque tous les sédiments du ravin ont été transportés du versant de la colline au canal descendant. Le risque d'incision en ravine est multiplié par 5 et diminue à 14 % dans les jachères agricoles et les terres agricoles en culture après un orage.

Conclusion

Les terres boisées et les prairies avec une couverture végétale élevée ont résisté au test d'érosion de cette tempête de pluie extrême en raison de la capacité anti-érosive élevée au lieu de la réduction du ruissellement et de l'interception des sédiments. Une gestion agricole raisonnable, telle qu'éviter le désherbage avant une tempête de pluie extrême et le remplissage des ravines après l'érosion, a réduit le risque d'érosion. La récupération naturelle de la surface des pentes n'est pas attendue dans ces pentes fragmentées pendant une courte période.