Assessing debris flow hazard using geomorphological tools and a GIS-based methodology.

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Géomorphologie et cinématique d’un évènement de lave torrentielle avec un fort taux d’érosion : une étude de cas dans le sud des Alpes françaises

International audienceDebris flows consist of a fully saturated mixture of water, sediment and debris that can travel a distance of several kilometers. The entrainment processes occurring during the run-out phase are little discussed in the literature, especially from the discussion of observed events. In the early evening of 5 August 2003, a large debris flow occurred at the Faucon torrent in the Barcelonnette Basin (South French Alps). This debris flow caused substantial damage to several buildings located on the torrential fan. Some morphological aspects of this debris-flow event are presented through a careful field survey and the characterization of the transported sediment. First, the observations show that the triggering area corresponds to a strong incision in scree slopes; the grain-size distribution of the debris-flow deposits in this area is typical of granular debris flows. Second, the total volume of the debris-flow was estimated at 60,000m3. Channel scouring is responsible of the large difference between the mobilized volume and the deposited volume; an entrainment rate of 15m3.min−1 is estimated. Laboratory tests show that the 2003 debris-flow event started as a granular flow and then transformed into a muddy debris flow by incorporating clay-rich marly sediments along the flow track.RésuméLes laves torrentielles sont des écoulements rapides, constituées d’un mélange d’eau, de sédiments et de débris, qui sont capables de parcourir plusieurs kilomètres. Les processus d’érosion observés pendant la phase de propagation ont été très peu documentés dans la littérature, en particulier à partir d’observation d’évènements. Durant la soirée du 5 août 2003, une importante lave torrentielle s’est produite dans le torrent de Faucon, situé dans le Bassin de Barcelonnette (Alpes-de-Haute-Provence). La lave torrentielle a provoqué d’importants dégâts dans un lotissement situé sur le cône de déjection. Les aspects morphologiques et cinématiques de cet événement sont présentés sur la base d’observations pré- et post-événement, et d’une caractérisation sédimentologique et mécanique des dépôts et des formations superficielles. Les résultats indiquent que la lave torrentielle s’est déclenchée à la suite d’une forte incision de tabliers d’éboulis situés dans la partie haute du bassin versant ; les analyses granulométriques démontrent le caractère granulaire de la lave lors de son déclenchement. Le volume total des dépôts observés dans le chenal torrentiel et sur le cône a été estimé à 60000m3. Les phénomènes d’érosion pendant la phase de propagation sont responsables de la grande différence de volume entre la zone de déclenchement et la zone de dépôt ; un taux d’érosion linéaire de 15m3.min−1 a été estimé. Les analyses granulométriques montrent que la lave torrentielle, granulaire au départ, est devenue boueuse à la suite de l’incorporation de sédiments marneux argileux pendant la propagation vers l’aval

Considerations on debris-flow hazard analysis, risk assessment and management

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ChangingRISKS: Research challenges for the assessment and communication on possible effects of global changes on landslide risks

1 Pag.The project work is focused on two mountain study areas located in France (Barcelonnette Basin, South East France) and in Austria (district Waidhoffen/Ybbs, Lower Austria).These research areas, characterized by a variety of environmental, economical and social settings, are severely affected by landslides, and have experienced significant landuse modifications and human interferences over the last century. Preliminary results on the influence of changing landuse conditions and changing climate are presented through the application of a process-based modeling chain able to simulate transient groundwater hydrology and slope instability from observed and simulated climate data sets.Peer reviewe

Géomorphologie des rivières de montagne

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Conditions de déclenchement et mobilité des laves torrentielles associées à des mouvements de terrain complexes

International audienceLandslides on black marl slopes of the French Alps are, in most cases, complex catastrophic failures in which the initial structural slides transform into slow-moving earthflows. Under specific hydrological conditions, these earthflows can transform into debris flows. Due to their sediment volume and their high mobility, debris flow induced by landslides are far much dangerous than these resulting from continuous erosive processes. A fundamental point to correctly delineate the area exposed to debris flows on the alluvial fans is therefore to understand why and how some earthflows transform into debris flow while most of them stabilize. In this paper, a case of transformation from earthflow to debris flow is presented and analysed. An approach combining geomorphology, hydrology, geotechnics and rheology is adopted to model the debris flow initiation (failure stage) and its runout (postfailure stage). Using the Super-Sauze earthflow (Alpes-de-Haute-Provence, France) as a case study, the objective is to characterize the hydrological and mechanical conditions leading to debris flow initiation in such cohesive material. Results show a very good agreement between the observed runout distances and these calculated using the debris flow modeling code Cemagref 1-D. The deposit thickness in the depositional area and the velocities of the debris flows are also well reproduced. Furthermore, a dynamic slope stability analysis shows that conditions in the debris source area under average pore water pressures and moisture contents are close to failure. A small excess of water can therefore initiate failure. Seepage analysis is used to estimate the volume of debris that can be released for several hydroclimatic conditions. The failed volumes are then introduced in the Cemagref 1-D runout code to propose debris flow hazard scenarios. Results show that clayey earthflow can transform under 5-year return period rainfall conditions into 1-km runout debris flow of volumes ranging between 2000 to 5000 m3. Slope failures induced by 25-year return period rainfall can trigger large debris flow events (30,000 to 50,000 m3) that can reach the alluvial fan and cause damage.Les glissements de terrain dans les pentes de marnes noires des Alpes françaises sont, la plupart du temps, des ruptures complexes et catastrophiques dans lesquelles les glissements structuraux initiaux se transforment en mouvements de terrain lents. Sous des conditions hydrologiques spécifiques, ces mouvements de terrain peuvent se transformer en laves torrentielles. A cause de leur volume de sédiment et de leur forte mobilité, les laves torrentielles induites par des glissements de terrain sont beaucoup plus dangereuses que celles résultant de processus érosifs continus. Un point fondamental pour le zonage des surfaces exposées aux laves torrentielles sur les cônes de déjection est par conséquent de comprendre pourquoi et comment certains mouvements de terrain se transforment en laves torrentielles, alors qu`une majorité d`entre eux se stabilisent. Dans le présent papier, un cas de transformation de mouvement de terrain en lave torrentielle est présenté et analysé. Une approche combinant géomorphologie, hydrologie, géotechnique et rhéologie est adoptée pour modéliser le déclenchement des laves torrentielles. L`étude porte sur le glissement de terrain de Super-Sauze (Alpes-de-haute-Provence, France). Les résultats obtenus montrent une excellente correspondance entre observations et simulations (menées grâce au code Cemagref 1D) des distances parcourues par les laves torrentielles. Les épaisseurs de dépôt, ainsi que les vitesses des laves torrentielles sont également bien reproduites par le modèle. De plus, une analyse de la stabilité dynamique de pente montre que les conditions dans la zone de fourniture de matériau, sous condition de pression interstitielle et de teneur en eau moyennes, sont proches de la rupture. Par conséquent, un excès d`eau limité peut entraîner la rupture. Une analyse de l`infiltration est utilisée pour estimer les volumes de coulée mobilisables pour différentes conditions hydroclimatiques. Les volumes ainsi estimés sont introduits dans le code Cemagref 1D afin de proposer des scénarios d`aléa relatifs aux laves torrentielles

Erosion by debris-flows: sediment budget and channel-shaping processes

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Géomorphologie des versants de Terres Noires: évolution historique et susceptibilité aux phénomènes hydro-gravitaires

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Sediment budget and morphology of the 2003 Faucon debris flow (South French Alps)

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