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See detailL'effet des barrages de castors sur le système hydrographique
Petit, François ULg; Denis, Anne-Cécile ULg; Levecq, Yannick ULg et al

Conference given outside the academic context (2012)

Estimation de la sédimentation dans les retenues provoquées par les barrages de castor. Impact en aval des barrages sur l'incision des rivières. Localisarion des barrages de castor en relation avec la ... [more ▼]

Estimation de la sédimentation dans les retenues provoquées par les barrages de castor. Impact en aval des barrages sur l'incision des rivières. Localisarion des barrages de castor en relation avec la tailled es rivières (ordination des cours d'eau). Discussion sur les conséquences éventuelles des retenues sur les débits d'étiage. [less ▲]

Detailed reference viewed: 80 (22 ULg)
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Peer Reviewed
See detailCharacterisation of sand transport in gravel-bed rivers using iron slag dated by historical studies
Houbrechts, Geoffrey ULg; Levecq, Yannick; Petit, François ULg

Poster (2012, April 25)

Considerable quantities of iron-smelting slag are present in the bed of the Ardennian rivers. These waste products come from hundreds of ironworks (mainly blast furnaces and finery forges) built close to ... [more ▼]

Considerable quantities of iron-smelting slag are present in the bed of the Ardennian rivers. These waste products come from hundreds of ironworks (mainly blast furnaces and finery forges) built close to different-sized rivers between the 14th and the 19th centuries. In general, slag was crushed by hammers, sorted and piled up in heaps around the furnaces, generally onto the floodplains. Furthermore, some archives mention that they were sometimes thrown out directly into the rivers. This means that for centuries, slag elements have been swept away by floods, mixed with the sediment and spread out along river courses. Due to their distinctive appearance, slag particles are easily recognizable among the natural elements. Thanks to many historical studies conducted on the early iron industry, we are able to date quite precisely the inception and the periods of activity of the different sites established in the catchments. These data are indispensable in order to use slag as a tracer to quantify the particles’ velocity in rivers. Downstream of ironworks, samples of sand have been collected in the surface layer of many gravel-bed rivers. Then, the slag concentration of each sample has been measured in the coarse sand fraction. The representation of the longitudinal evolution of slag concentration in these rivers permits the dispersion of slag to be analysed, the relative bed-material discharges at confluences to be quantified and the velocity of coarse sand to be determined. A survey of the bedload discharge in the Ardennian rivers established that more than 90 % of the bedload transport consists of coarse sand grains that are transported on the bottom of the bed. However, in the literature, this grain-size fraction is generally not considered in bedload discharge estimations because the sandy particles are very difficult to tag and to recover. Consequently, the huge amounts of slag injected in rivers several centuries ago can be considered as a very useful opportunity to characterise the sand transport in gravel-bed rivers. [less ▲]

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See detailPilot project « Walphy » : Walloon experimentation of river restoration
Peeters, Alexandre ULg; Verniers, Gisèle; de le Court, Bernard et al

Conference (2012, April 20)

According to the Water Framework Directive (WFD 2000/60), our rivers and water bodies are required to achieve the “good ecological status” by 2015. This requirement is related to the physico-chemical ... [more ▼]

According to the Water Framework Directive (WFD 2000/60), our rivers and water bodies are required to achieve the “good ecological status” by 2015. This requirement is related to the physico-chemical, biological water quality as well as the hydromorphological quality. In this context, a LIFE Environment project, co-founded by the European Union and the Service Publique de Wallonie, was launched in 2009 for a period of five years. It aims to realize the experimental and demonstrative river restoration works on three “at risk” water bodies, based on two axes: longitudinal continuity and transversal continuity. The first two selected water bodies (Bocq, eastern tributary of the Meuse) are suitable for the restoration works which concern the longitudinal continuity due to the presence of dams and other obstacles between 1 and 3 m high. These works consist in dam management (weir removal or fish ladders) taking into account hydromorphological (bedload transport) and biological (invertebrate or fish species free movement) impacts. The third water body (Eau Blanche, western tributary of the Meuse) presents straightened rivers with artificial banks which consequently lead to poor connections between the stream and its floodplain. This water body is therefore appropriated for the works based on the transversal continuity recovery. These works consist in enhancing straightened river channel and restoring meanders or banks. Until now, these works have been realized on more than 5 km. These works are being monitored on the basis of geomorphological and ecological analysis. The geomorphological monitoring is based on surveys conducted before and after the works. It concerns the bedload transport, the clogging of the gravel layer and the morphological changes of the river following the works. The ecological monitoring is based on two indicators: macroinvertebrates and fishes. Standardized and repeatable methods were developed to compare the situation before and after the works, especially through the analysis of microhabitats. In addition, we use another two complementary indexes of physical quality for this monitoring. Developed by the consulting office Teleos, these indexes have a fish orientation and have been implemented in many of our stations. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailL'envasement du lac de Butgenbach (Ardenne, Belgique)
Hallot, Eric ULg; Benoit, Morgan; Stasse, Guillaume et al

in Bulletin de la Société Géographique de Liège (2012), 59

In 2004, the Butgenbach lake reservoir (Warche river) has been emptied for the first time since 1932. The sediments deposited have been studied with a double objective : on the one hand to determine the ... [more ▼]

In 2004, the Butgenbach lake reservoir (Warche river) has been emptied for the first time since 1932. The sediments deposited have been studied with a double objective : on the one hand to determine the volume of sediment deposits, and on the other hand to estimate mean soil erosion rate in the catchment. Some five hundreds manual augerings were made using a thin auger (15 mm) throughout the wet and soft sediments (mud) in order to identify the lake deposits that have overlain the previous soft material (flood silts in the flood plain of the river Warche, silty soils on the slopes). Since the expected boundary between both types of materials could not be identified by the naked eye, a qualitative analysis of diatoms, magnetic susceptibility, grain-size distribution and calcination has been made for fifteen thicker cores (3.6 mm across) taken at representative sites. Mean annual area-specific sediment yield amounts to 28 – 33 t.km-².y-1 [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailAnalyse des débits en période de tarissement : Essai d'une typologie régionale appliquée à des rivières du bassin de la Meuse (Belgique)
Gischer, Loïc; Hallot, Eric ULg; Houbrechts, Geoffrey ULg et al

in Bulletin de la Société Géographique de Liège (2012), 59

Low flow discharge was analysed in twenty-five rivers of the midlands and highlands of Belgium, particularly during periods when base flow was supplied by aquifers. Recession curves were elaborated: these ... [more ▼]

Low flow discharge was analysed in twenty-five rivers of the midlands and highlands of Belgium, particularly during periods when base flow was supplied by aquifers. Recession curves were elaborated: these were “sequence curves” and not “tangent curves”. In general, two recession coefficients may be identified. In addition, we determined the percentage of “rapid runoff flood” within a regional perspective. It is apparent that this flow varies with the level of the water table. We also tried to estimate the groundwater recharge used in Thornthwaite’s simplified model. This was undertaken by estimating the amount of rain needed before observing a significant increase in discharge, following pronounced drought episodes such as those of 1976 and 2003. Finally, working on discharges during periods of low flow, we looked at the role of beaver dams as a factor contributing to low flow, as has been suggested recently in the literature. From our observations, it appears beaver dams do not influence the characteristic low flow discharge. Furthermore, an analysis of the evolution of the characteristic low flow dicsharge in rivers where there are no beaver dams shows some variability. This leads us, first of all, to qualify the influence of beaver dams, at least on the hydrological regime of these water courses (which are always located at the top of the watershed) but also to question the relevance of characteristic low flow discharge as a descriptor of low flow. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailComparison of methods for quantifying active layer dynamics and bedload discharge in armoured gravel-bed rivers
Houbrechts, Geoffrey ULg; Van Campenhout, Jean ULg; Levecq, Yannick ULg et al

in Earth Surface Processes & Landforms (2012), 37

Several methods were employed in the Ardennian rivers (Belgium) to determine the depth of the active layer mobilized during floods and to evaluate the bedload discharge associated with these events. The ... [more ▼]

Several methods were employed in the Ardennian rivers (Belgium) to determine the depth of the active layer mobilized during floods and to evaluate the bedload discharge associated with these events. The use of scour chains has shown that the depth of the active layer is systematically less than the b-axis of the average particle size (D50) of the elements which compose the surface layer of the riffles. This indicates that only a partial transport exists during low magnitude floods. The bedload discharge has been evaluated by combining data obtained using the scour chains technique and the distance covered by tracers. Quantities of sediment transported during frequent floods are relatively low (0 02 t km–2) due to the armour layer which protects the subsurface material. These low values are also related to the fact that the distance calculated for mobilized bedload only applies to tracers fitted with PIT (passive integrated transponder)-tags (diameter>20 mm), whereas part of the bedload discharge is composed of sand and fine gravel transported over greater distances than the pebbles. The break-up of the armour layer was observed only once, for a decennial discharge. During this event, the bedload discharge increased considerably (2 t km–2). The use of sediment traps, data from dredging and a Helley–Smith sampler confirm the low bedload transport in Ardennian rivers in comparison to the bedload transport in other geomorphological contexts. This difference is explained by the presence of an armoured layer but also by the imbricated structures of flat bed elements which increase the resistance to the flow. Finally, the use of the old iron industry wastes allowed to quantify the thickness of the bed reworked over the past centuries. In the Lembrée River, the river-bed contains slag elements up to a depth of about 50 cm, indicating that exceptional floods may rework the bed to a considerable depth. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailL'origine des mégalithes du Fond de Quarreux (Ardenne, Belgique)
Collard, Sébastien; Juvigné, Etienne; Marion, Jean-Marc ULg et al

in Bulletin de la Société Géographique de Liège (2012), 58

Origin of megaliths of the Fond de Quarreux (Ardenne, Belgium). Distribution of megaliths was studied in the Ambleve valley throughout its gorge developed within the quartzites of the Cambrian-aged La ... [more ▼]

Origin of megaliths of the Fond de Quarreux (Ardenne, Belgium). Distribution of megaliths was studied in the Ambleve valley throughout its gorge developed within the quartzites of the Cambrian-aged La Venne Formation (Fond de Quarreux) in the south-eastern part of high Belgium. The high concentration of megaliths at this place can be essentially explained by mass movements which have occurred on the adjacent slopes in periglacial periods of cold Ocean Isotopic Stages in Quaternary times, and especially the coldest ones i.e. even O.I.S.#22 through #2. Stratigraphical studies of deposits in the Chefna and Ambleve valleys allowed us to place final periglacial deposits during the Younger Dryas. The critical shear stress and the critical unit stream power are used in order to evaluate the Ambleve River competence. It results that, under the present climatic conditions, this river cannot move boulders of more than 50 cm in diameter. Hence, it is concluded that ice rafting has been the main process responsible for carrying away the megaliths which have got the Ambleve river bed throughout the Quaternary Period. [less ▲]

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See detailMicrohabitats survey used in river restoration
Peeters, Alexandre ULg; Hallot, Eric ULg; Houbrechts, Geoffrey ULg et al

Conference (2011, October 14)

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See detailRestauration hydromorphologique : Les échelles de travail optimales ?
Hallot, Eric ULg; Peeters, Alexandre ULg; Verniers, Gisèle et al

Conference (2011, October 03)

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Peer Reviewed
See detailFluvial architecture of Belgian river systems in contrasting environments:implications for reconstructing the sedimentation history
Notebaert, Bastiaan; Houbrechts, Geoffrey ULg; Verstraeten, G. et al

in Netherlands Journal of Geosciences - Geologie en Mijnbouw (2011), 90(1), 31-50

Accurate dating is necessary to get insight in the temporal variations in sediment deposition in floodplains. The interpretation of such dates is however dependent on the fluvial architecture of the ... [more ▼]

Accurate dating is necessary to get insight in the temporal variations in sediment deposition in floodplains. The interpretation of such dates is however dependent on the fluvial architecture of the floodplain. In this study we discuss the fluvial architecture of three contrasting Belgian catchments (Dijle, Geul and Amblève catchment) and how this influences the dating possibilities of net floodplain sediment storage. Although vertical aggradation occurred in all three floodplains during the last part of the Holocene, they differ in the importance of lateral accretion and vertical aggradation during the entire Holocene. Holocene floodplain aggradation is the dominant process in the Dijle catchment. Lateral reworking of the floodplain sediments by river meandering was limited to a part of the floodplain, resulting in stacked point bar deposits. The fluvial architecture allows identifying vertical aggradation without erosional hiatuses. Results show that trends in vertical floodplain aggradation in the Dijle catchment are mainly related to land use changes. In the other two catchments, lateral reworking was the dominant process, and channel lag and point bar deposits occur over the entire floodplain width. Here, tracers were used to date the sediment dynamics: lead from metal mining in the Geul and iron slag from ironworks in the Amblève catchment. These methods allow the identification of two or three discrete periods, but their spatial extent and variations is identified in a continuous way. The fluvial architecture and the limitation in dating with tracers hampered the identification of dominant environmental changes for sediment dynamics in both catchments. Dating methods which provide only discrete point information, like radiocarbon or OSL dating, are best suited for fluvial systems which contain continuous aggradation profiles. Spatially more continuous dating methods, e.g. through the use of tracers, allow to reconstruct past surfaces and allow to reconstruct reworked parts of the floodplain. As such they allow a better reconstruction of past sedimentation rates in systems with important lateral reworking. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailFacteurs de variabilité spatiale des caractéristiques des débits minimums annuels des rivières wallonnes (Belgique)
Vadnais, Marie-Ève; Assani, Ali A.; Hallot, Eric ULg et al

in Revue des Sciences de l'Eau = Journal of Water Science (2011), 24(3), 311-327

The goal of this study was to determine which environmental factors affect the spatial variability of annual minimum streamflow characteristics for 34 rivers in Wallonia (Belgium) using two complementary ... [more ▼]

The goal of this study was to determine which environmental factors affect the spatial variability of annual minimum streamflow characteristics for 34 rivers in Wallonia (Belgium) using two complementary methods: theascending hierarchical classification method and the linear correlation method. Both methods were applied after principal component analysis transformation was applied to the data. The ascending hierarchical classification method (Ward’s method) identified the effect of lithology and anthropogenic activity (groundwater pumping) on the fundamental characteristics of annual minimum flows. Rivers that drain a relatively permeable substrate are characterized by very high flow volumes with low interannual variability, high interannual variability of the period of occurrence, and small asymmetry coefficients. Rivers that drain low permeability or impermeable substrates show the opposite patterns. Rivers in which flow is subjected to artificial influences are characterized by greater variability of the magnitude and of the period of occurrence of annual minimum flows than natural rivers. Analysis of linear correlations between streamflow characteristics and environmental factors highlighted a correlation between the form of the distribution curves of annual minimum flows and several environmental factors (climate, land use, location and physiographic characteristics of the watersheds). [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailImpact de la glace de ségrégation sur l'érosion des berges d'un ruisseau ardennais (la Chavanne, Belgique)
Wallemacq, Véronique; Petit, François ULg; Van Campenhout, Jean ULg et al

in Géomorphologie : Relief, Processus, Environnement (2011), 1

L’impact érosif de la glace de ségrégation a été analysé dans les berges d’un ruisseau ardennais (la Chavanne, Belgique), dans une région soumise à un climat tempéré. Sur une période de 19 mois (février ... [more ▼]

L’impact érosif de la glace de ségrégation a été analysé dans les berges d’un ruisseau ardennais (la Chavanne, Belgique), dans une région soumise à un climat tempéré. Sur une période de 19 mois (février 2008-septembre 2009), des mesures de recul de berges à l’aide de barres d’érosion ont montré un recul moyen d’une dizaine de centimètres. Cette érosion s’est essentiellement produite durant le mois de janvier 2009 à la suite d’une vague de froid. Par la suite, l’érosion par entraînement hydraulique des matériaux désagrégés par la glace de ségrégation a été plus lente. D’autre part, la glace de ségrégation joue un rôle majeur dans l’accélération de l’incision des chenaux de recoupement de méandres. Enfin, l’érosion latérale moyenne mesurée durant la période d’étude (10,3 cm en 19 mois) a été comparée au recul moyen des berges déterminé sur la base de comparaison diachronique du tracé de la rivière sur photographies aériennes à grande échelle (1952-1982, 1982-2007). Le recul annuel moyen des berges de la rivière s’élève à 0,24 m/a pour la première période et à 0,18 m/a pour la seconde, ce qui est supérieur à la valeur observée entre 2008 et 2009, bien que cette période ait été caractérisée par un hiver rigoureux. Ce ralentissement de l’érosion pourrait s’expliquer par une érosion fluviatile plus faible suite au développement des méandres qui semblent avoir atteint un stade de stabilité et qui tendent maintenant au recoupement. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailLong-term bedload mobility in gravel-bed rivers using iron slag as a tracer
Houbrechts, Geoffrey ULg; Levecq, Yannick ULg; Vanderheyden, Vincent ULg et al

in Geomorphology (2011), 126

Bedload dispersion is evaluated in gravel-bed rivers using slag elements from ironworks established along rivers in the Ardenne region, between the fourteenth and the nineteenth centuries. Large ... [more ▼]

Bedload dispersion is evaluated in gravel-bed rivers using slag elements from ironworks established along rivers in the Ardenne region, between the fourteenth and the nineteenth centuries. Large quantities of slag were dumped close to these rivers or even directly into the channels. For centuries, slag elements were dispersed in the bedload and transported by floods of varying importance. Consequently, slag may be considered as a reliable tracer to analyze bedload dispersion over several centuries. The size of slag elements was studied along 16 Ardenne rivers. The longitudinal size trend of the largest slag particles allows the effective competence of these rivers to be determined (between 19 and 129 mm for rivers where specific stream power for the bankfull discharge ranges between 20 and 134 W/m²). A direct relationship doesn’t exist between these two parameters as the size of slag elements must be considered with regard to the D50 of the bed. Selective transport was analyzed directly downstream of the input sites. The sorting distance varies from river to river and depends on the velocity of the coarse elements introduced into the river since the inception of the iron industry. Downstream of two metallurgic sites, the slag propagation fronts were located. As the periods of activity at these sites are known from historical studies, the virtual velocity of bedload movement in these rivers was estimated to be 2-4 km/century. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailUtilisation des scories sidérurgiques comme marqueur stratigraphique pour l'étude de l'évolution géomorphologique des plaines alluviales
Houbrechts, Geoffrey ULg; Petit, François ULg

Conference (2010, November 22)

Afin d’analyser la dynamique récente des plaines alluviales des rivières du massif ardennais, nous avons utilisé les scories, résidus de la transformation du minerai de fer en métal, comme marqueur ... [more ▼]

Afin d’analyser la dynamique récente des plaines alluviales des rivières du massif ardennais, nous avons utilisé les scories, résidus de la transformation du minerai de fer en métal, comme marqueur stratigraphique. Les scories constituent un traceur particulièrement exceptionnel ; elles sont présentes en grande quantité dans les alluvions des rivières ardennaises et les périodes d’activités des sites sidérurgiques et donc de rejets de scories sont connues précisément grâce aux études historiques. C’est à partir du XIVe siècle que les sidérurgistes wallons commencèrent à utiliser la roue hydraulique pour actionner les soufflets et les martinets des forges. Ils installèrent donc leurs fourneaux et leurs forges d’affinage à proximité des cours d’eau et produisirent de grandes quantités de scories. Ainsi, un haut fourneau du 16e siècle, qui fonctionnait en moyenne 130 jours par an, produisait de l’ordre de 80 m³ de scories par an. Ces scories étaient généralement rejetées sur les plaines alluviales, voire directement dans le lit des cours d’eau. Par la suite, ces scories ont été emportées lors des crues débordantes ou par érosion latérale de la rivière. Entre le XIVe et le XIXe siècle, plus de 300 sites sidérurgiques ont été actifs le long de plusieurs dizaines de rivières du massif ardennais. L’utilisation des scories comme marqueur stratigraphique a été proposée par le Professeur A. Pissart en 1972 et appliquée par Henrottay (1973), afin de déterminer des taux de sédimentation et de mobilité latérale postérieurs à l’apparition de l’activité sidérurgique dans les vallées. A la suite de cette étude, nous avons développé une méthode de mesure de concentration en scories qui permet de mieux localiser le contact entre les sédiments pré-et post-sidérurgiques, et de tenir compte de l’influence de la bioturbation et des contaminations lors des prélèvements. De plus, cette méthode montre que les teneurs en scories dans les sédiments ont varié dans le temps en relation avec les périodes de fonctionnement, d’expansion et d’arrêt des sites sidérurgiques situés en amont. Grâce aux scories, nous avons montré que la sédimentation en plaine alluviale a été particulièrement importante depuis la fin du Moyen Âge, de l’ordre de 10 à 20 cm/siècle en fonction des cours d’eau. La mobilité latérale des rivières est par ailleurs relativement faible et moins importante que les valeurs basées sur la comparaison de tracés sur cartes anciennes. [less ▲]

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See detailÉtude cartographique et projet de restauration sur une rivière rectifiée, l’Eau Blanche
Peeters, Alexandre ULg; Verniers, Gisèle; Hallot, Eric ULg et al

Conference (2010, October 04)

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Peer Reviewed
See detailDesign of a decision tool for hydromorphological restoration of water bodies in Walloon Region
Peeters, Alexandre ULg; Hallot, Eric ULg; Verniers, Gisèle et al

Poster (2010, May 05)

The pilot project WALPHY (LIFE + Environment LIFE07 ENV/B/000038, UE-funded) develops a structured approach aiming at improving hydromorphological quality of the upstream Meuse basin in order to achieve ... [more ▼]

The pilot project WALPHY (LIFE + Environment LIFE07 ENV/B/000038, UE-funded) develops a structured approach aiming at improving hydromorphological quality of the upstream Meuse basin in order to achieve the “good ecological status” required by the Water Framework Directive (WFD 2000/60). It began in January 2009 for a period of 5 years. River’s biological recovery needs the recovery of river’s structure and physical dynamics. Returning to "good ecological status" inevitably involves physical restoration of affected rivers. Physical component of aquatic environment acts as a limiting factor for their functioning. Three types of modification are key obstacles for river good ecological status: (i) fluxes alteration (discharge, sedimentation. . . ), (ii) forms alteration (uniform facies. . . ) and (iii) biotopes access alteration (lateral connections breaks, modification of the continuity upstream/ downstream. . . ). Therefore hydromorphology is needed to implement the WFD. To respond to this legal necessity, we develop a unique, useful and suitable methodology in Walloon Region to determine and schedule river physical quality restoration works. This methodology has been applied on 3 “risk water bodies”. The works are based on two axes : longitudinal continuity and transversal continuity. The two first selected water bodies (Bocq river, eastern tributary of the Meuse) seem to be convenient for the restoration works which concern the longitudinal continuity due to the presence of dams and other obstacles usually between 1 and 3 m high. These works consist in dam management (weir removal or fish passage) taking into account hydromorphological (bedload transport) and biological (invertebrate or fish species free movement) impacts. The third water bodies (Eau Blanche river, western tributary of the Meuse) presents straightened rivers with artificial banks, witch consequently own bad connections between the stream and its floodplain. This water bodies should therefore be appropriated for the works based on the transversal continuity recovery. They consist in enhancing straightened river channels, restoring meanders or bank restoration. The first river restoration works will take place from summer 2010. A monitoring has already been undertaken to draw up the situation before the restoration works, witch will be able to compare to the situations during and after works. In addition, a natural site has been chosen to enable any comparison with the intervention sites. The geomorphological monitoring is based on physical and sedimentological parameters (substrate cartography, velocity measures, stream channel DEM, topography and sedimentological index). The ecological monitoring consists in analysing the physical and chemical parameters (turbidity, suspended sediment load). It also analyses the biological quality through 3 indicators: macrophytes, macroinvertebrates and fishes. Among other, a microhabitats method has been improved and applied on 3 intervention sites and 1 natural site. The microhabitats cartography results from both the flow velocity cartography and the substrate cartography. With this method, the physical quality of each intervention site could be compared with the natural site and above all with the future situation. Our method is also useful to inventory precisely invertebrates and to characterise fish habitats. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailUnit stream power as a base for regional river typology
Hallot, Eric ULg; Houbrechts, Geoffrey ULg; Levecq, Yannick et al

Poster (2010)

In order to assess the hydromorphological quality of surface waters, stakeholders need river typologies accurate and functional enough to be a really efficient management tool. From a typological study ... [more ▼]

In order to assess the hydromorphological quality of surface waters, stakeholders need river typologies accurate and functional enough to be a really efficient management tool. From a typological study based a broad set of hydromorphological field data, we have shown that some variables, like the unit stream power (), are particularly appropriate to describe the dynamics of a river. Initial results of repeated measurement in more than 80 sites revealed a regional differentiation based on critical values of stream power at bankfull discharge. The aim of this study is to present a unit stream power mapping for the whole network based on general equation  =  g Q S / w, with  the density of water, g the acceleration due to gravity, Q the discharge, S the slope and w the channel width). Slope is extracted from DEM. Bankfull discharge and width estimations are furnished by allometric equations using the watershed area. Different coefficients are used according to regional differentiations based on bedload size and watershed permeability. The statistical significance of all equations was tested by covariance analysis. A correction taking into account the used log-log scale, was also applied to the obtained allometric equations (Fergusson, 1988). Using a 30 x 30 meters DEM, GIS routines were developed. A first one automatically sectorizes the network and a second evaluates the unit streamspower in each location. We propose a 7-level classification in accordance with the associated morphological processes describe in the literature (from fixed meanders to step-pools system). The mapping unit starts at the Strahler second order. Our results not only support a regional typology, but moreover allow us to describe natural regions in function of river dynamics and to estimate the resistance of restoration works like vegetal techniques. It can also provide estimates of the excess stream power (the fraction of the actual stream power exceeding the power at which bedload particles start to move). (Fergusson, R.,I., 1988. River loads underestimated by rating curves, Water Resour. Res., 24(7), 1217–1219.) [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailThe influence of sediment size, relative grain size and channel slope on initiation of sediment motion in boulder bed rivers. A lichenometric study
Gob, F.; Bravard, J. P.; Petit, François ULg

in Earth Surface Processes & Landforms (2010), 35

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See detailEtude et modélisation des impacts hydrologiques de pluies exceptionnelles dans un environnement valloné et boisé
Deliège, Jean-François ULg; Erpicum, Michel ULg; Dassargues, Alain ULg et al

Scientific conference (2009, September)

Le jeudi 29 mai 2008 a eu lieu en région liégeoise un événement pluvieux extrême qui a eu des conséquences (humaines et financières) douloureuses. Pour rappel, une pluie de courte durée, mais très intense ... [more ▼]

Le jeudi 29 mai 2008 a eu lieu en région liégeoise un événement pluvieux extrême qui a eu des conséquences (humaines et financières) douloureuses. Pour rappel, une pluie de courte durée, mais très intense (lame d’eau d’environ 90 litres par mètre carré en moins de 2 heures) sur le domaine du Sart Tilman a provoqué des inondations très soudaines (communément appelées « flash-floods ») aux abords des ruisseaux descendant du Sart Tilman vers la Meuse et l’Ourthe. Des évènements du même type ont eu lieu dans les semaines suivantes en région liégeoise (Remicourt, …). La méthodologie développée lors cette étude devait donc être transférable à d’autres applications. Le choix du Sart Tilman comme cas d’étude s’imposait cependant vu la bonne connaissance préliminaire du site par les équipes de l’ULg et la concentration des phénomènes extrêmes. Un tel évènement interpelle et amène à chercher à comprendre le phénomène, à le reproduire de façon théorique et à l’anticiper. Ainsi, à l’initiative de la Ministre de la recherche scientifique de la Communauté Française (Marie-Dominique Simonet), l’Aquapôle a fédéré un travail multidisciplinaire visant à décrire les mécanismes de ces événements extrêmes et à reproduire les impacts hydrologiques de ces pluies exceptionnelles à l’échelle locale, dans un environnement boisé et vallonné. Un des objectifs principaux de ce travail était d’obtenir une méthodologie incluant un modèle intégré permettant d’abord de représenter l’évènement, puis par la simulation de scénarios de tester l’effet spécifique de certains facteurs. En effet, outre la complexité de la dynamique météorologique qui les a générés (ces événements exceptionnels ont présenté des caractéristiques homogènes mais à une échelle très locale), les conséquences de l’évènement ont été le fruit de la combinaison complexe d’une série de facteurs environnementaux et humains : nature des sols, topographie locale, couverture végétale, ouvrages anthropiques et urbanisation, etc. De plus, pour effectuer une modélisation hydrologique physiquement basée et spatialement distribuée, il est nécessaire de disposer de nombreuses informations issues de sources différentes. L’approche pluridisciplinaire exigée pour la rencontre de ces phénomènes a pu être rapidement appréhendée à l’Aquapôle de l’Université de Liège. En particulier, l’existence de modèles compartimentaux intégrés a permis de tenir compte de la dynamique des bassins versants, de la nature hydrogéologique des sols et de la complexité des écoulements de surface et/ou sur l’axe hydraulique. Cette approche de modélisation opérationnelle et pragmatique a tout d’abord nécessité la collecte et la préparation d’un grand nombre de données (dans les environnements cartographiques appropriés) afin d’alimenter les modèles et de créer des bases de données. Ce volet a impliqué un noyau d’équipes composées de topo-climatologues, de topographes, d’hydrauliciens, d’hydrogéologues et d’intégrateurs numériques de façon à prendre en considération l’ensemble des processus et paramètres pertinents à l’atteinte de l’objectif visé. Sur base de la description des processus et de leurs dynamiques spatiale et temporelle ayant abouti à ces catastrophes, l’Aquapôle a pu reproduire et mettre en évidence les événements grâce à des outils de simulations numériques s’appuyant sur une description fine de la météorologie et de la topographie locale, des ouvrages d’art existants et des spécificités locales de toute nature (anthropiques et naturelles). Le dernier volet de cette étude a été dédié à l’élaboration intégrée de scénarios de simulation pour l’utilisation du modèle WOLF HYDRO : un modèle hydrologique spatialement et temporellement distribué qui est principalement développé pour représenter les transferts quasi horizontaux prépondérants en périodes de crues. Son approche physiquement basée lui permet d’utiliser au mieux les différentes informations disponibles. Il a été utilisé dans cette étude, en s’appuyant sur les informations générées par les autres équipes. Pour les trois bassins versants étudiés, de caractéristiques sensiblement différentes, la méthodologie employée permet d’aboutir à des hydrogrammes réalistes pour l’épisode du 29 mai 2008. Des scénarios multiples ont également permis de vérifier la sensibilité du modèle, de tester l’influence d’aménagements potentiels sur le bassin versant (changements d’occupation des sols, création de bassins d’orage, …) et de fournir des résultats pour des pluies de récurrences fixées d’une durée proche de l’événement principal. Les observations réalisées lors de l’événement et les résultats de la modélisation permettent de conclure au fait que l’événement de mai 2008 est véritablement extrême et qu’aucun équipement raisonnable n’aurait pu aboutir à un affaiblissement significatif des débits observés aux exutoires des ruisseaux. Les pics de crues sont en effet parfois proches du double de ceux observés pour une crue bi-centennale. Ainsi, lors d’un tel événement, seul un aménagement prudent de l’habitat aux abords des ruisseaux peut amener à une réduction des dommages matériels. En effet, la délivrance de permis d’urbanisme sur le cours d’eau ou à son voisinage immédiat aggrave les conséquences de ces phénomènes exceptionnels. Enfin, conformément à la notification du Gouvernement Wallon (séance du 3 juin 2009), les résultats de la recherche FL², confiée par la Communauté Française à l’ULg, seront intégrés dans les travaux du GTI (Groupe Transversal Inondations). Ces résultats ont fait l’objet d’une présentation collégiale au GTI le 5 octobre 2009 et d’une présentation à destination des communes et d’un public large et ouvert le 19 novembre 2009. [less ▲]

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See detailEtude et modélisation des impacts hydrologiques de pluies exceptionnelles dans un environnement vallonné et boisé
Deliège, Jean-François ULg; Erpicum, Michel ULg; Dassargues, Alain ULg et al

Report (2009)

Le jeudi 29 mai 2008 a eu lieu en région liégeoise un événement pluvieux extrême qui a eu des conséquences (humaines et financières) douloureuses. Pour rappel, une pluie de courte durée, mais très intense ... [more ▼]

Le jeudi 29 mai 2008 a eu lieu en région liégeoise un événement pluvieux extrême qui a eu des conséquences (humaines et financières) douloureuses. Pour rappel, une pluie de courte durée, mais très intense (lame d’eau d’environ 90 litres par mètre carré en moins de 2 heures) sur le domaine du Sart Tilman a provoqué des inondations très soudaines (communément appelées « flash-floods ») aux abords des ruisseaux descendant du Sart Tilman vers la Meuse et l’Ourthe. Des évènements du même type ont eu lieu dans les semaines suivantes en région liégeoise (Remicourt, …). La méthodologie développée lors cette étude devait donc être transférable à d’autres applications. Le choix du Sart Tilman comme cas d’étude s’imposait cependant vu la bonne connaissance préliminaire du site par les équipes de l’ULg et la concentration des phénomènes extrêmes. Un tel évènement interpelle et amène à chercher à comprendre le phénomène, à le reproduire de façon théorique et à l’anticiper. Ainsi, à l’initiative de la Ministre de la recherche scientifique de la Communauté Française (Marie-Dominique Simonet), l’Aquapôle a fédéré un travail multidisciplinaire visant à décrire les mécanismes de ces événements extrêmes et à reproduire les impacts hydrologiques de ces pluies exceptionnelles à l’échelle locale, dans un environnement boisé et vallonné. Un des objectifs principaux de ce travail était d’obtenir une méthodologie incluant un modèle intégré permettant d’abord de représenter l’évènement, puis par la simulation de scénarios de tester l’effet spécifique de certains facteurs. En effet, outre la complexité de la dynamique météorologique qui les a générés (ces événements exceptionnels ont présenté des caractéristiques homogènes mais à une échelle très locale), les conséquences de l’évènement ont été le fruit de la combinaison complexe d’une série de facteurs environnementaux et humains : nature des sols, topographie locale, couverture végétale, ouvrages anthropiques et urbanisation, etc. De plus, pour effectuer une modélisation hydrologique physiquement basée et spatialement distribuée, il est nécessaire de disposer de nombreuses informations issues de sources différentes. L’approche pluridisciplinaire exigée pour la rencontre de ces phénomènes a pu être rapidement appréhendée à l’Aquapôle de l’Université de Liège. En particulier, l’existence de modèles compartimentaux intégrés a permis de tenir compte de la dynamique des bassins versants, de la nature hydrogéologique des sols et de la complexité des écoulements de surface et/ou sur l’axe hydraulique. Cette approche de modélisation opérationnelle et pragmatique a tout d’abord nécessité la collecte et la préparation d’un grand nombre de données (dans les environnements cartographiques appropriés) afin d’alimenter les modèles et de créer des bases de données. Ce volet a impliqué un noyau d’équipes composées de topo-climatologues, de topographes, d’hydrauliciens, d’hydrogéologues et d’intégrateurs numériques de façon à prendre en considération l’ensemble des processus et paramètres pertinents à l’atteinte de l’objectif visé. Sur base de la description des processus et de leurs dynamiques spatiale et temporelle ayant abouti à ces catastrophes, l’Aquapôle a pu reproduire et mettre en évidence les événements grâce à des outils de simulations numériques s’appuyant sur une description fine de la météorologie et de la topographie locale, des ouvrages d’art existants et des spécificités locales de toute nature (anthropiques et naturelles). Le dernier volet de cette étude a été dédié à l’élaboration intégrée de scénarios de simulation pour l’utilisation du modèle WOLF HYDRO : un modèle hydrologique spatialement et temporellement distribué qui est principalement développé pour représenter les transferts quasi horizontaux prépondérants en périodes de crues. Son approche physiquement basée lui permet d’utiliser au mieux les différentes informations disponibles. Il a été utilisé dans cette étude, en s’appuyant sur les informations générées par les autres équipes. Pour les trois bassins versants étudiés, de caractéristiques sensiblement différentes, la méthodologie employée permet d’aboutir à des hydrogrammes réalistes pour l’épisode du 29 mai 2008. Des scénarios multiples ont également permis de vérifier la sensibilité du modèle, de tester l’influence d’aménagements potentiels sur le bassin versant (changements d’occupation des sols, création de bassins d’orage, …) et de fournir des résultats pour des pluies de récurrences fixées d’une durée proche de l’événement principal. Les observations réalisées lors de l’événement et les résultats de la modélisation permettent de conclure au fait que l’événement de mai 2008 est véritablement extrême et qu’aucun équipement raisonnable n’aurait pu aboutir à un affaiblissement significatif des débits observés aux exutoires des ruisseaux. Les pics de crues sont en effet parfois proches du double de ceux observés pour une crue bi-centennale. Ainsi, lors d’un tel événement, seul un aménagement prudent de l’habitat aux abords des ruisseaux peut amener à une réduction des dommages matériels. En effet, la délivrance de permis d’urbanisme sur le cours d’eau ou à son voisinage immédiat aggrave les conséquences de ces phénomènes exceptionnels. Enfin, conformément à la notification du Gouvernement Wallon (séance du 3 juin 2009), les résultats de la recherche FL², confiée par la Communauté Française à l’ULg, seront intégrés dans les travaux du GTI (Groupe Transversal Inondations). Ces résultats ont fait l’objet d’une présentation collégiale au GTI le 5 octobre 2009 et d’une présentation à destination des communes et d’un public large et ouvert le 19 novembre 2009. [less ▲]

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