Step-pool and cascade morphology, Mosquito Creek, British Columbia: a test of four analytical techniques.

The identification and geometric definition of individual cascade and step-pool bedforms are investigated in a steep, coarse-grained, mountain stream, Mosquito Creek, by testing four analytical techniques: visual identification, zero-crossing, bedform differencing, and power spectral analysis. The test is the first use of these techniques in a headwater stream, and the analysis of two bed profiles showed that visual identification was able to (i) identify, (ii) determine the geometry of, and (iii) classify the type of individual bedforms better than the other methods. The other techniques were not able to differentiate step-pools from cascades, and the large range of grain sizes and bedform heights hampered their ability to consistently identify stepped bedforms. The step-pool (pronounced, channel-spanning steps that alternate with channel-spanning pools) and cascade (multi-tiered, partially channel-spanning structures) morphology in Mosquito Creek has formed in the last 20 years as fluvial action has restructured its previously engineered, revetment-lined, planar bed. The channel bed exhibits a morphologic regularity that power spectral analysis captured as periodic fluctuations in the bed profiles, with mean wavelengths slightly greater than those identified by the other methods. Further, the active reorganization of revetment has formed stepped structures with geometries similar (i.e., height to wavelength ratios) to stepped features found in natural mountain streams. Channel slope partially controlled bedform geometry (wavelength and height), and bedform height weakly controlled individual step spacing, but there was no relation between wavelength and grain size (D[sub 90] ).L'identification et la définition géométrique de formes de lits de rivières individuels en cascades et en paliers d'accalmie sont étudiées dans le crique Mosquito, un ruisseau de montagne, abrupte et coulant sur un sol à grain grossier, en mettant à l'essai quatre techniques analytiques : l'identification visuelle, le passage par zéro, la différenciation de la forme du lit et une analyse spectrale de puissance. Ce test constitue la première utilisation de ces techniques dans un ruisseau d'amont et l'analyse de deux profils de lits a démontré que l'identification visuelle pouvait (i) identifier, (ii) déterminer la géométrie et (iii) classifier le type individuel de lit de rivière mieux que les autres méthodes. Les autres techniques ne permettaient pas de différencier entre les paliers d'accalmie et les cascades; de plus, la grande étendue des granulométries et de hauteurs de lits entravaient leur capacité d'identifier avec constance les formes de lits à paliers. Dans le crique Mosquito, la morphologie des paliers d'accalmie (des marches accentuées qui enjambent le chenal alternant avec des bassins calmes qui enjambent le chenal) et des cascades (des structures à plusieurs niveaux qui enjambent partiellement le chenal) s'est formée au cours des 20 dernières années alors que l'action de l'eau a restructuré son ancien lit planaire, artificiel et tapissé. Le lit du chenal montre une régularité morphologique que l'analyse spectrale de puissance a interprétée comme des fluctuations périodiques des profils du lit avec des longueurs d'onde moyennes légèrement supérieures à celles identifiées par les autres méthodes. De plus, la réorganisation active du revêtement a formé des structures en paliers dont les géométries (c.-à-d. les rapports de la hauteur sur la longueur d'onde) sont semblables aux caractéristiques des paliers trouvés dans les ruisseaux de montagne naturels. La pente du chenal a contrôlé en partie la géométrie de la forme du lit (longueur d'onde et hauteur) et la hauteur de la forme du lit a faiblement contrôlé l'espacement des gradins individuels mais il n'y avait aucune relation entre la longueur d'onde et la granulométrie (D[sub 90] ).[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]