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Apr 27, 2024

Des inondations hyperconcentrées provoquent un transport extrême de gravier à travers les rivières sablonneuses des plaines du Gange.

Communications Earth & Environment volume 4, Numéro d'article : 297 (2023) Citer cet article 541 Accès 15 Détails de Altmetric Metrics Les plaines gangétiques comprennent des canaux fluviaux graveleux escarpés qui

Communications Terre & Environnement volume 4, Numéro d'article : 297 (2023) Citer cet article

541 accès

15 Altmétrique

Détails des métriques

Les plaines du Gange comprennent des canaux fluviaux graveleux escarpés qui se transforment en canaux sableux à faible pente 10 à 40 km en aval du front de montagne. Cette « transition gravier-sable » est caractérisée par une chute abrupte de plus d'un ordre de grandeur du gradient et de la taille des grains des sédiments, suggérant un degré de stabilité à long terme. Cependant, l'enregistrement stratigraphique du gravier-sable La transition sableuse dans le Groupe de Siwalik du Miocène démontre un transport intermittent de graviers grossiers à des dizaines de kilomètres en aval de la transition ; de tels événements dans les canaux contemporains entraîneraient des avulsions de canaux et augmenteraient le risque d'inondation, dévastant les communautés à travers les plaines. Nous combinons l'analyse sédimentologique de Siwalik dépôts avec des calculs d'entraînement qui démontrent qu'une hyperconcentration est nécessaire pour transporter le charriage grossier sur des plaines à faible pente. Les conditions de transport sont réalisables lorsque d'intenses précipitations de mousson (un événement de 200 à 1000 ans) sont combinées avec des concentrations accrues de sédiments en suspension dans les canaux. Climat prévu Les changements climatiques et la sismicité continue augmentent la probabilité de tels événements extrêmes au cours de ce siècle.

Le vaste système fluvial himalayen des plaines du Gange (Fig. 1) fait vivre 10 % de la population mondiale et abrite certaines des communautés les plus pauvres et les plus densément peuplées du monde. Caractérisées par un climat favorable, des sols fertiles et un approvisionnement en eau abondant, les plaines du Gange sont considérées comme le « grenier » de l'Asie du Sud, assurant la sécurité alimentaire et les moyens de subsistance de centaines de millions de ses habitants1,2. Cependant, bon nombre de ces rivières sont également à l'origine d'inondations dévastatrices. En 2008, une seule avulsion le long de la rivière Kosi, dans l'est du Népal, a coûté la vie à près de 500 personnes et déplacé de façon permanente plus d'un million d'individus3,4,5.

une Géologie de la chaîne de montagnes himalayenne avec les principales failles qui l'accompagnent (MFT—Main Frontal Thrust, MBT—Main Boundary Thrust, MCT—Main Central Thrust, STDS—South Tibetan Detachment System, ISMZ—Indus-Tsangpo Melange Zone) et les principales rivières de les plaines du Gange numérisées et placées sur un modèle d'élévation numérique de la mission de topographie radar de la navette de 90 m71,75,76, accompagné d'une coupe géologique. La coupe géologique a été adaptée de la réf. 77. b Géologie de l'anticlinal de Mohand/région de Dehradun et des principaux fleuves (Yamuna et Ganga) qui drainent l'ouest de l'Himalaya. Seuls le grès du Siwalik moyen et le conglomérat du Siwalik supérieur sont exposés le long de l'anticlinal de Mohand. Les données publiées des journaux sédimentaires Siwalik utilisées dans l'étude (MS—Mohand Section71, KS—Karnali Section63, SK—Surai Khola Section63) et les données sédimentaires Siwalik collectées dans cette étude (*CS—Chakrata Section) sont marquées par des lignes violettes. La ligne pointillée rouge représente les données publiées sur la position actuelle de la TPS dans les plaines du Gange7,53. Les étoiles blanches représentent l’emplacement approximatif du noyau du méga-ventilateur Kosi de l’Holocène8. Les données sur le paléoflux du conglomérat supérieur de Siwalik proviennent de la réf. 71, et suggère que les rivières qui ont déposé la stratigraphie Siwalik enregistrée dans cette étude (*CS) coulaient dans la même direction que les rivières qui occupent actuellement les plaines du Gange (coulant principalement vers le sud).

Dans les plaines du Gange, la transition gravier-sable (GST) représente la limite aval du charriage grossier. Il est situé entre 10 et 40 km en aval du front de montagne et définit une limite géomorphique abrupte marquée par une réduction décuplée en aval de la pente du canal6,7. Rien ne prouve que les inondations historiques (c'est-à-dire celles qui se sont produites au cours des 101 à 102 dernières années) ont transporté du gravier au-delà de la TPS, que ce soit dans les jeunes dépôts de terrasses ou dans les canaux fluviaux modernes. Cependant, des dépôts de gravier grossier ont été observés dans des carottes de l'Holocène du mégafan de Kosi (Fig. 1), où des forages situés à 30–40 km au sud du GST moderne enregistrent des dépôts intermittents de graviers8. Le transport et le dépôt de gros graviers dans les canaux sableux à faible pente entraîneraient des changements à long terme dans la morphologie des canaux et réduiraient la capacité de transport, augmentant ainsi le risque d'inondation des plaines inondables et d'avulsion des canaux (par exemple réf. 9).