Résumés
Summary
An experimental study of the preservation of cross strata during the migration of dunes under aggrading and non-aggrading conditions was conducted inorder to test the Paola-Borgman (1991) theory for distribution of cross-set thickness as a function of the distribution of bed-wave height. The theory needed to be modified to deal with aggrading conditions (Bridge and Best, 1997). The geometry and migration characteristics of the dunes (determined using an ultra-sonic depth profiler and visual observations) are typical of sinuous-crested dunes observed in rivers and other flumes.These characteristics do not vary systematically with aggradation rate. As part of the test of theory, a two-parameter gamma density function was fitted to histograms of dune height and dune trough elevations relative to two different reference datums. The parameters of these fitted functions do not vary in the way predicted by Paola and Borgman because: 1) dune height does not correlate very well with dune trough elevation, and; 2) choice of reference datum has amajor, unanticipated effect on parameter values.
Most cross sets were formed by only the highest 10% of the dunes. Meancross-set thickness/mean formative bed-wave height ranges from 0.18 to 0.3.Cross-set thickness does not vary systematically with aggradation rate in these experiments because the primary control of set thickness is the variability of dune height. Mean cross-set thicknessis predicted quite well using the modified Paola-Borgman theory if:1) dune height is used as a proxy for dune trough elevation but certain parameter values are modified, or; 2) an appropriate datum is used for defining dune trough elevations. A simple method is proposed for estimating the height distribution of dunes from the thickness of their sets of medium-scale cross strata.
Résumé
Une étude en laboratoire a été menéepour étudier la préservation des setssédimentaires pendant la migration dedunes, en milieux d'aggradation et denon-aggradation ; cette étude visait àtester la théorie de Paola-Borgman(1991 ) sur la variation de l'épaisseur dessets sédimentaires en fonction de l'ampli-tude des éléments topographiques duplancher sédimentaire. La théorie doitêtre modifiée pour tenir compte des con-ditions particulières des milieux d'aggra-dation (Bridge and Best 1997). La géo-métrie et tes caractéristiques migratoiresdes dunes (données d'observations visu-elles et de levés par profileur ultra-sonique) sont typiques des caractéris-tiques des dunes à crêtes sinueusesobservées, autant dans les chenauxartificiels que dans les rivières. Cescaractéristiques ne varient pas directe-ment avec le taux d'aggradation. Parmiles mesures visant à tester la théorie,une fonction de densité gamma a étéadaptée pour rendre compte du profil deshistogrammes de répartition de la hau-teur des dunes et de l'élévation de leurscuvettes d'affouillement, mesurées àpartir de divers niveaux de référence. Lesparamètres de ces fonctions adaptéesne varient pas selon les prévisions dePaola-Borgman parce que : 1 ) la corréla-tion observée entre les hauteurs de duneet l'élévation de leurs cuvettes d'affouille-ment n'est pas adéquate, et 2) le choixdes niveaux de référence influence demanières importante et imprévue lavaleur des paramètres.
La plupart des sets sédimentaires ontété formés par les 10 % les plus élevéesdes dunes. Les valeurs du rapport del'épaisseur moyenne des sets sédimen-taires sur la hauteur moyenne des dunesdont elles sont issues s'étendent de 0,18à 0,3. Dans ces expériences, l'épaisseurdes sets sédimentaires ne varie pasdirectement selon le taux d'aggradation,l'épaisseur des sets sédimentaires vari-ant surtout avec la hauteur des dunes.Lépaisseur des sets sédimentaires peutêtre prédite de manière fiable en sebasant sur la théorie modifiée de Paola-Borgman, à condition 1) que la hauteurdes dunes soit le facteur utilisé plutôt quel'élévation de la cuvette d'affouillementet que certains paramètres soient modifiés, ou 2) qu'un niveau de comparaisonapproprié soit choisi pour établir l'éléva-tion des cuvettes d'affouillement. Uneméthode simple est proposée permettantd'estimer la distribution de la hauteur desdunes à partir de l'épaisseur de leurs setssédimentaires.
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