Using a dense seismic array to study fluvial processes in a braided river reach under flood conditions - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue LHB Hydroscience Journal Année : 2022

Using a dense seismic array to study fluvial processes in a braided river reach under flood conditions

Utilisation d'un réseau de surveillance sismique dense pour étudier les processus fluviaux dans un tronçon de rivière en tresses

Résumé

Dense seismic array monitoring has recently allowed the detailed investigation of sources of ground vibrations and their spatiotemporal dynamics. In a context where traditional monitoring techniques for fluvial processes often do not provide data with adequate temporal and spatial resolution, the use of dense arrays could allow the identification and tracking of different sources of river-induced seismic ground vibrations (e.g. turbulence and bedload transport). Here, we study the potential of dense seismic array monitoring by investigating a high-flow event that occurred in summer 2019 along a 600-m-long braided reach of the Séveraisse River (French Alps). We use a network of 80 seismometers deployed on both river banks, and we supplement the seismic observations with flow gauging measurements and time-lapse imagery. During this event, we observe impulsive signals that are coherently detected over the array, and which we interpret as being associated with the bedload transport of clusters of coarse grains (blocks). Through phase-delay analysis we are able to locate these seismic events on the bend apex of an active branch of the reach. These results demonstrate the capability of such a method to locate bedload activity at high spatiotemporal resolution, providing crucial information for geomorphological investigations and natural risk management.
La mise en œuvre de techniques d’analyse par réseaux sismiques denses a récemment permis d'obtenir des dispositifs d'observation uniques pour les processus de surface de la Terre. Malgré leur grand potentiel, ces approches n'ont pas encore été appliquées pour l’étude du fonctionnement des rivières et de leur évolution morphologique. Ici, nous étudions le potentiel de l’instrumentation par réseau sismique dense en analysant les données d'une crue qui s’est produite en été 2019 le long d'un tronçon en tresse de 600 m de la Séveraisse (Alpes françaises). Nous avons installé un réseau de 80 sismométres sur les deux rives de la riviére, et nous complétons ces observations par des mesures de débit liquide et des images time-lapse. Au cours de cet événement, nous observons des signaux impulsionnels qui sont détectés de maniére cohérente à travers le réseau, et que nous interprétons comme étant associés à des clusters de sédiments transportés par charriage. Grâce à l'analyse de différence de phase, nous sommes en mesure de localiser les épisodes de mouvement sur une section de la riviére particuliérement active pendant la crue. Nos travaux démontrent la capacité unique des réseaux sismiques denses à localiser les phénoménes de charriage à haute résolution spatio-temporelle, en fournissant des informations cruciales pour les études géomorphologiques et la gestion des risques naturels.
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Piantini2022LHB.pdf (5.52 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte

Dates et versions

hal-03854218 , version 1 (15-11-2022)

Identifiants

Citer

Marco Piantini, Florent Gimbert, Maarten Bakker, Alain Recking, Ugo Nanni. Using a dense seismic array to study fluvial processes in a braided river reach under flood conditions. LHB Hydroscience Journal, 2022, ⟨10.1080/27678490.2022.2053314⟩. ⟨hal-03854218⟩
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