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Sensitivity of the landslide model LAPSUS_LS to vegetation and soil parameters

Authors :
Olivier Roupsard
Klaas Metselaar
Zhun Mao
Bruno Rapidel
Catherine Roumet
Lieven Claessens
Iván Prieto
Lorenzo Rossi
Alexia Stokes
Jérome Nespoulous
Jeroen M. Schoorl
Jérôme Perez
Mario Villatoro-Sanchez
Fonctionnement et conduite des systèmes de culture tropicaux et méditerranéens (UMR SYSTEM)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM)
Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols)
Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Universidad de Costa Rica (UCR)
Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Wageningen University and Research [Wageningen] (WUR)
Ecosfix ANR-10-STRA-003-001
ANR-10-STRA-0003,ECOSFIX,Services écosystémiques des racines – redistribution hydrique, séquestration du carbone et fixation du sol(2010)
European Project: 675762,H2020,H2020-MSCA-ITN-2015,TERRE(2015)
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Wageningen University and Research Center (WUR)
Hubble, T. (ed.)
Clarke, S. (ed.)
Stokes, A. (ed.)
Phillips, C. (ed.)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Source :
Ecological Engineering, Ecological Engineering, Elsevier, 2017, 109 (part B), pp.249-255. ⟨10.1016/j.ecoleng.2017.08.010⟩, Ecological Engineering, Elsevier, 2017, 109, pp.249-255. ⟨10.1016/j.ecoleng.2017.08.010⟩, Ecological Engineering 109 (2017) pt. B, Ecological Engineering, 2017, 109 (part B), pp.249-255. ⟨10.1016/j.ecoleng.2017.08.010⟩, Ecological Engineering, 109(pt. B), 249-255
Publication Year :
2017

Abstract

The influence of vegetation on slope stability is well understood at the slope level but scaling up to the catchment level is still a challenge, partially because of a lack of suitable data to validate models. We tested the physical landslide model, LAPSUS_LS, which models slope stability at the catchment scale. LAPSUS_LS combines a hydrological model with a Limit Equilibrium Method model, and calculates the factor of safety of individual cells based on their hydrological and geomorphological characteristics. We tested two types of vegetation on slope stability: (i) coffee monoculture (Coffea arabica) and (ii) a mixed plantation of coffee and deep rooting Erythrina (Erythrina poeppigiana) trees. Using soil and root data from Costa Rica, we performed simulations to test the response of LAPSUS_LS to root reinforcement, soil bulk density, transmissivity, internal friction angle and depth of shear plane. Furthermore, we modified the model to include biomass surcharge effect in the calculations. Results show that LAPSUS_LS was most sensitive to changes in additional cohesion from roots. When the depth of the shear plane was fixed at 1.0 m, slopes were not unstable. However, when the shear plane was fixed to 1.5 m, the mixed plantation of coffee and trees stabilized slopes, but the coffee monoculture was highly unstable, because root reinforcement was low at a depth of 1.5 m. Soil transmissivity had a limited impact on the results compared to bulk density and internal friction angle. Biomass surcharge did not have any significant effect on the simulations. In conclusion, LAPSUS_LS responded well to the soil and vegetation input data, and is a suitable candidate for modeling the stability of vegetated slopes at the catchment level.

Details

Language :
English
ISSN :
09258574 and 18726992
Database :
OpenAIRE
Journal :
Ecological Engineering, Ecological Engineering, Elsevier, 2017, 109 (part B), pp.249-255. ⟨10.1016/j.ecoleng.2017.08.010⟩, Ecological Engineering, Elsevier, 2017, 109, pp.249-255. ⟨10.1016/j.ecoleng.2017.08.010⟩, Ecological Engineering 109 (2017) pt. B, Ecological Engineering, 2017, 109 (part B), pp.249-255. ⟨10.1016/j.ecoleng.2017.08.010⟩, Ecological Engineering, 109(pt. B), 249-255
Accession number :
edsair.doi.dedup.....ce8449dc6dc58ebe6d51f93a04cabde5