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Sedimentation and river containment on Waitangitaona alluvial fan - South Westland, New Zealand

Griffiths, George A.; McSaveney, M. J.

Zeitschrift für Geomorphologie, NF Volume 30 Issue 2 (1986), p. 215 - 230

25 references

published: Jul 9, 1986

DOI: 10.1127/zfg/30/1986/215

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ArtNo. ESP022003002007, Price: 29.00 €

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Abstract

Waitangitaona River drains from the western Southern Alps, a region of frequent heavy rain (> 10, 000 mm · a-1) and approximately balanced rapid rates of uplift and denudation. Where it issues from the mountain front it has built a 16 km2 alluvial fan since ice withdrew from the coastal lowlands perhaps 14,000 years ago. A simplification for South Westland of a dimensionless function for basin sediment yield (with altitude, climate, lithology, tectonics and volcanism as independent quantities) gives variation in yield dependent on variation in rainfall (or runoff), furnishing theoretical support for existing formulae which predict a specific annual sediment yield from above the fan of 13,300 ± 4,000 t.km-2 · a-1. Measurement of 17 years of fan growth, and estimated trapping efficiency imply a yield of 12,500 ± 800 t.km-2 · a-1. Even in this extreme environment, conventional river-control works on the fan successfully provide much needed protection from flooding over the short term (30 years), but, in the longer term, the inexorable growth of the fan dictates major shifts in channel position which the local agricultural community must accommodate.

Kurzfassung

Der Waitangitaona-Fluß kommt aus den westlichen Südalpen, einem Gebiet mit häufigen schweren Regenfällen (über 10000 mm · a-1) und annähernd ausgeglichenen hohen Raten der Hebung und Abtragung. Wo er aus dem Gebirge austritt, hat er einen 16 km2 großen Schwemmfächer aufgebaut, seitdem sich das Eis, wahrscheinlich vor 14000 Jahren, aus den Küstenniederungen zurückzog. Eine Vereinfachung einer dimensionslosen Funktion für den Abtrag aus einem Einzugsgebiet (mit Höhe, Klima, Lithologie, Tektonik und Vulkanismus als unabhängigen Faktoren) für das South Westland ergibt Änderungen des Abtrags in Äbhängigkeit von Niederschlagsänderungen oder des Abflusses. Damit ergibt sich eine theoretische Absicherung einer bestehenden Formel, die einen spezifischen jährlichen Abtrag oberhalb des Schwemmfächers von 13300 ± 4000 t · km-2 · a-1 vorhersagt. Messungen des Schwemmfächerwachstums über 17 Jahre und die geschätzte Abfangleistung ergibt einen Abtrag von 12500 ± 800 t.km-2 · a-1. Selbst bei diesen extremen Verhältnissen erreichen konventionelle Fluß-Baumaßnahmen auf dem Schwemmfächer erfolgreich den sehr notwendigen Schutz gegen Überflutungen für kurze Zeiträume (30 Jahre), aber bei längeren Zeiträumen bedingt das unvermeidbare Wachstum des Fächers eine Änderung der Flußbetten, womit die lokale Landwirtschaft zurechtkommen muß.

Résumé

La rivière Waitangitaona descend de l'ouest des Alpes méridionales (Nouvelle-Zélande) une région de fréquentes fortes pluies (plus de 10 m/an) et maintient approximativement un équilibre entre des vitesses rapides de soulèvement et d'érosion. Où elle débouche de la montagne, elle a édifié un cône de déjection de 16 km2 depuis que la glace s'est retirée des basses terres côtières, il y a peutêtre environ 14.000 ans. Pour le South Westland, une expression simplifiée d'une fonction sans dimension pour l'apport de sédiments dans les bassins (avec l'altitude, le climat, la lithologie, la tectonique et le volcanisme comme termes indépendants) donne la variation dans l'apport en fonction des précipitations (ou de l'écoulement). Elle fournit un support théorique à des formules existantes qui prévoit un apport spécifique annuel de sédiments de 13.300 ± 4.000 t.km-2 . a-1 en provenance de l'amont du cône. Des mesures de croissance du cône pendant 17 ans et des estimations des quantités de sédiments retenus impliquent un apport de 12.500 ± 800 t.km-2 . a-1. Même dans cet environnement extrême, des ouvrages conventionnels de contrôle de la rivière sur le cône fournissent avec succès beaucoup de la protection nécessaire contre les inondations. Cette protection est efficace à court terme (30 ans) mais au-delà, la croissance inexorable du cône s'accompagne de déplacements importants de la position des chenaux auxquels la communanuté agricole locale doit s'adapter.

Keywords

sedimentationriver containmentWaitangitaona alluvial fanSouth WestlandNew Zealand