Complex behaviour of suspended sediment grain size downstream from a reservoir: an example from the Hanjiang River, China

Abstract

A study on the suspended sediment transportation downstream from the Danjiangkou Reservoir in China has shown that the dynamics of suspended sediment grain size are complicated. During the period when the reservoir was used for flood retention, the suspended sediment median size decreased gradually; after entering the period when the reservoir was used for water storage, the median size started to increase, reaching a maximum, and then decreased again. These variations correspond to different stages of channel adjustment. At the stage with dominant downcutting, most of the downstream reservoir sediment comes from bed downcutting, and thus the suspended sediment median size becomes coarser and coarser; at the succeeding stage with dominant channel widening, a majority of the suspended sediment comes from bank erosion, and so its median size becomes finer. This phenomenon can be regarded as a reflection of the complex response of channel adjustment in the characteristics of suspended sediment transportation downstream from a reservoir.

Résumé

Une étude menée sur le transport en suspension de sédiments à l'aval du réservoir Danjiangkou en Chine a montré que la dynamique de la taille des particules de matières en suspension était complexe. Pendant les périodes où le réservoir est utilisé pour écréter les crues, la médiane de la taille des sédiments en suspension décroît progressivement; quand on entre dans une période où le reservoir est utilisé comme réserve d'eau, la médiane de la taille commence par croître, atteint un maximum puis décroît. Ces variations correspondent à différents stades de l'ajustement du chenal. Au stade d'approfondissement, la plupart des sédiments présents à l'aval proviennent de l'affouillement du lit, et la médiane de la taille des sédiments en suspension augmente de plus en plus; au stade suivant caractérisé par l'élargissement du chenal, l'essentiel des sédiments en suspension provient de l'érosion des berges et la médiane de la taille des particules diminue donc. Ce phénomène peut être interprété comme le reflet, au niveau des caractéristiques du transport des matières en suspension à l'aval d'un réservoir, du processus complexe d'ajustement du chenal.