Possible effects of the 1984 St. Clair River ice jam on bed changes

This study examines the possible effect of the record ice jam of 1984 in the St. Clair River on river bed changes and conveyance. Numerical simulations were made to examine the flow and bed shear stresses during the jam formation and release periods. Simulation results indicate that the ice jam in the river did not cause a significant increase in bed shear stress compared to pre- and post-jam open water conditions. The insignificant change on bed shear stress during the ice jam period is the result of the large flow depth and the limited jam thickness. The bed shear stresses are much less than the critical shear stress for bed particle movement. This implies that the jam may not have had a significant impact on the channel conveyance. Key words: bed erosion, ice jam, mathematical modelling, river ice dynamics, St. Clair River. La presente etude examine les effets possibles des embacles observes en 1984 sur la riviere Sainte-Claire sur les modifications du lit du cours d'eau et sur l'ecoulement de ce dernier. Des simulations numeriques ont ete realisees pour etudier le debit et les contraintes de cisaillement exercees sur le lit de la riviere lors les periodes de formation d'embacles et pendant les debacles de glaces. Ces simulations montrent que les embacles de la riviere n'entrainaient pas d'augmentation significative des contraintes de cisaillement exercees sur le lit du cours d'eau, si l'on compare ces dernieres a celles enregistrees dans la riviere avant et apres la formation des embacles. Les tres faibles variations de contrainte de cisaillement observees dans le lit durant la formation des embacles s'expliquent par la profondeur importante de la riviere et par la faible epaisseur de la glace au niveau des embacles. Les contraintes de cisaillement exercees sur le lit sont bien inferieures aux contraintes de cisaillement limites liees au mouvement des particules du lit. De ce fait, les embacles pourraient ne pas avoir d'impact significatif sur l'ecoulement du cours d'eau. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: erosion de lit, embacle, modelisation mathematique, dynamique de la glace de riviere, riviere Sainte-Claire.
Introduction The conveyance of the St. Clair River, which connects Lake Huron and Lake St. Clair (Fig. 1), has attracted much attention because of its impacts on upper Great Lakes [...]