An experimental study of pluvial processes on granite gruss

Abstract

Experimental research, concerning pluvial processes on granite gruss, revealed that runoff and rain outwash of the fine particles causes a superficial concentration of a gravel veneer. Lateral drop-strikes on the gravels produce a splash-creep movement, which can be accelerated by runoff. The splash-creep rate depends on slope angle, rainfall intensity and runoff discharge and is of the order of some cm/h during high rainfall intensities on steep slopes (+ 20 o ). The experiments showed that runoff starts at rainfall intensities of 6 to 20 mm/h, which is about ten times lower than the measured permeability value. On a linear slope sheetwash discharge always tends to a limiting value, depending only on rainfall intensity and slope angle. This limiting value decreases with increasing slope angle and/or decreasing rainfall intensity. It follows that runoff percentages are higher during higher rainfall intensities on the same slope and are lower on steeper slopes for a constant rainfall intensity. It can also be deduced that runoff percentages are higher on boulder strewn slopes than on bare granite gruss slopes of the same slope gradient, and that they are higher on a concave slope than on a convex slope of the same magnitude. Combination of the measurements of the rate of splash-creep and the consideration about the evolution of sheetwash on granite gruss slopes lead to the conclusion that a rectilinear slope will evolve to a convex shaped slope by the effect of splash-creep. Des expériences concernant les mécanismes de l'érosion pluviale sur des arènes graveleuses ont montré que les graviers se concentrent en surface à la suite d'une évacuation rapide des éléments fins. Les graviers migrèrent en aval par une reptation brutale et discontinue engendrée par l'impact des gouttes de pluie. Cette reptation est accélérée par le ruissellement et elle est fonction de l'intensité de la pluie et du degré de la pente. Il suit des résultats expérimentaux que le ruissellement apparait au moment ou l'intensité de la pluie atteint une valeur de 6 à 20 mm/h, ce qui est dix fois plus bas que la valeur de la perméabilité. Sur une pente linéaire, le ruissellement diffus tend vers une valeur limite, déterminée seulement par l'intensité de la pluie et le degré de la pente. Cette valeur limite deminue avec l'augmentation du degré de la pente et/ou avec des valeurs plus basses de l'intensité de la pluie. Il suit que les coefficients d'écoulement augmentent avec des intensités de pluie accrues sur des pentes identiques et diminuent sur des pentes plus raides pour les mêmes intensités de pluie. Ils sont également plus grands sur des pentes concaves que sur des pentes convexes d'une dénivellation totale identique. En intégrant les résultats des expériences sur la vitesse de la reptation et sur les modalités du développement du ruissellement, on atteint la conclusion qu'une réctiligne évolue vers une pente convexe par la reptation, causée par l'impact des gouttes.