Les systèmes fluviaux à chenaux anastomosés en milieu périglaciaire : la Léna et ses principaux affluents (Sibérie centrale) Anastomosing-fluvial systems in the periglacial zone: The Lena River and its main tributaries (Central Siberia) Flusssysteme mit verwilderten Gerinnen in periglazialem Milieu: Die Lena und ihre wichtigsten Zuflüsse (Zentralsibirien)

Résumé

Cette étude concerne les rivières à régime de débâcle en milieu périglaciaire à pergélisol épais et continu. La Léna et ses principaux affluents (Aldan, Vilioui) présentent des formes fluviales spécifiques : on distingue dans le lit mineur des chenaux larges et peu profonds, qui enserrent des bancs sableux et des îles boisées, tandis que dans la plaine et les îles se développent des bras anastomosés plus sinueux et plus étroits. L'objectif de cette étude préliminaire est la compréhension du fonctionnement de ces hydrosystèmes, en se fondant sur une analyse des processus sédimentaires. En premier lieu, l'étude des dépôts dans les chenaux révèle des épaisseurs remobilisées à l'occasion de la crue annuelle, plus fortes dans le cas des bras anastomosés que dans les chenaux principaux. De plus, la méthode de Passega (1957) permet la détermination des modes de dépôt des particules pour chacune des unités fluviales fonctionnelles. En second lieu, l'analyse de coupes situées à l'interface de chenaux actifs et d'unités stabilisées apporte des informations sur les modes de remblaiement des chenaux et met également en évidence des dépôts spécifiques que l'on peut interpréter comme étant liés à des ruptures d'embâcles de glace et de débris ligneux. Enfin, le rôle de l'érosion thermique et mécanique que les cours d'eau exercent localement sur les berges est examiné. Le recul des berges apporte au système une charge abon- dante très homométrique issue en grande partie de dunes éoliennes anciennes. Au cours de l'étiage d'été, les dépôts des chenaux asséchés sont repris partiellement en charge par la déflation éolienne et contribuent ainsi à l'édification de nouvelles dunes sur les berges.

Abstract

This study deals with Siberian rivers dominated by outburst flood within a continuous and deep permafrost zone. The Lena basin rivers (Lena, Aldan and Vilioui) present specific fluvial forms: they consist of multiple wide channels separated by sandy bars and vegetated allu- vial islands; sinuous and narrow branches can be observed in the floodplain and on the islands. The objective of this preliminary study is to understand the dynamics of these hydro- systems on the basis of a sedimentary processes analysis. Firstly, the study of the channels deposits reveals that the thickness of sediments remobilised during the annual flood is more important in the case of the anastomosed branches than in the main channels. Furthermore, Passega's method (1957) allows the determination of depositional mechanisms for the active fluvial units. Secondly, the analysis of sections located at the interface between active channels and stabilised units provide information about the channels' sedimentary processes. Specific deposits bordering the channels, that could be associated with log-jams and ice-jams, are also identified as major sedimentation processes. Finally, the effect of thermal and mechanical erosion on the banks is examined. It appears that the narrowly graded sediments deposited in the river bars derive mainly from the remobilisation of ancient aeolian deposits. During the summer low discharge, the dewatered channels are subject to aeolian deflation, building younger dunes on the banks.

Zusammenfassung

Diese Studie betrifft Flüsse mit Eis- gang in periglazialem Milieu mit tiefem kontinuierlichem Permafrostboden. Die Lena und ihre wichtigsten Zuflüsse (Aldan, Vilioui) weisen spezifische Flussformen auf: Man erkennt im Normalbett breite Gerinne mit geringer Tiefe, welche sandige Bänke und bewaldete Inseln umschließen; in der Ebene und den Inseln dagegen entwickeln sich gewundene und engere verwilderte Flussarme. Das Ziel dieser vorbereitenden Studie ist das Funktionieren dieser Wassersysteme zu verstehen und dies ausgehend von der Analyse der Ablagerungprozesse. Als erstes lässt die Untersuchung der Ablagerungen in den Gerinnen erkennen, dass die Dicke der während der jährlichen Überflutung wiedermobilisierten Ablagerungen in den verwilderten Armen stärker als in den Hauptgerinnen ist. Darüberhinaus erlaubt die Methode von Passega (1957) den Ablagerungsmodus für jede aktive Flusseinheit zu bestimmen. Zweitens liefert die Analyse von Abschnitten am Berührungspunkt von aktiven Gerinnen und stabilisierten Einheiten Informationen über den Aufschüttungsmodus der Gerinne und macht spezifische Ablagerungen deutlich, welche man auf Durchbrüche der Eis- und Holztrümmeranhäufung zurückführen kann. Schließlich wird die Rolle der thermischen und mechanischen Erosion untersucht, welche die Wasserläufe örtlich auf die Flussufer ausüben. Der Rückzug der Uferträgt dem System eine starke, sehr homometrische Schuttlast zu, zum großen Teil aus den alten, durch den Wind gebildeten Dünen stammend. Während des Niedrigwassers im Sommer werden die Ablagerungen der ausgetrockneten Gerinne teilweise durch die Windabnahme wieder angela- gert und tragen so zur Errichtung neuer Dünen an den Ufern bei.