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Baseflow control on sediment flux connectivity: Insights from a nested catchment study in Central Mexico

Authors :
Manuel E. Mendoza
Teodoro Carlón-Allende
Julien Némery
Nicolas Gratiot
Clément Duvert
Christian Prat
Michel Esteves
Roberto Anguiano-Valencia
Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE)
Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG)
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Facultad de Ingeniería Civil
Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (UMICH)
Centro de Investigaciones en Geografía Ambiental (CIGA)
Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)
STREAMS project
European Project
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG)
Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)
RIVER
Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG)
Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG)
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Universidad Nacional Autónoma de México = National Autonomous University of Mexico (UNAM)
Source :
CATENA, CATENA, Elsevier, 2011, 87 (1), pp.129-140. ⟨10.1016/j.catena.2011.05.021⟩, CATENA, 2011, 87 (1), pp.129-140. ⟨10.1016/j.catena.2011.05.021⟩
Publication Year :
2011
Publisher :
HAL CCSD, 2011.

Abstract

International audience; In order to assess the extent of sediment connectivity between uplands and lowlands and to quantify the processes of in-channel deposition and remobilization, measurements of suspended sediment fluxes were conducted in a nested rural catchment of the Mexican Volcanic Belt. Data were collected over one year at three upland sites (3 to 12 km2) and two downstream stations (390-630 km2). Our results show that a structural discontinuity in the catchment (i.e. abrupt slope decrease at the junction between piedmonts and the alluvial plain from 2 to 10% to < 0.1%) could be compensated by functional continuity during floods. Direct conveyance of fine sediment to the outlet occurred when a high stream transport capacity was reached. Erosion of the streambed was observed on various occasions and accounted for up to 50% of the flux leaving the catchment during one event. Conversely, temporary in-channel storage was apparent on other occasions, amounting to up to 52% of the flux recorded upstream during one storm. These two distinct behaviours were approximately equally distributed along the rainy season and strongly driven by the extent of coupling between surface and subsurface water. This work indeed highlights the role of baseflow spatial variations in determining the extent of lowland sediment conveyance. Riverbed erosional processes occurred when large differences in pre-event baseflow values (i.e. at least a twofold longitudinal increase) were observed between the 5-km distant lowland stations. Our findings outline the importance of systematically taking into consideration the baseflow parameter in research focusing on fine sediment transport across scales.

Details

Language :
English
ISSN :
03418162
Database :
OpenAIRE
Journal :
CATENA, CATENA, Elsevier, 2011, 87 (1), pp.129-140. ⟨10.1016/j.catena.2011.05.021⟩, CATENA, 2011, 87 (1), pp.129-140. ⟨10.1016/j.catena.2011.05.021⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....8befc2e13718d71224dbdeaf1cb3b512