Original paper
Selective erosion and sediment source identification, Baringo District, Kenya
Sutherland, Ross A.
Zeitschrift für Geomorphologie Volume 35 Issue 3 (1991), p. 293 - 304
29 references
published: Sep 19, 1991
ArtNo. ESP022003503003, Price: 29.00 €
Abstract
The principal objectives of this study were to determine the enrichment ratios of sand, silt and clay in fluvial suspended sediment and to identify the major source areas of sediment production. This study forms part of a detailed sediment budget study conducted in a rapidly eroding 0.30 km2 semiarid drainage basin in Kenya. Data from three storm events indicate that silt and clay become enriched as sediment is transported by sheetwash and rills from the hillslope subsystem to the well integrated channel subsystem. Sand is preferentially deposited on footslope and floodplain areas. The rapid translation of fine sediments from the hillslopes to the basin outlet during a single storm event is a response to surface seal formation which results from the high sodicity of the surface soils. Therefore, surface seal formation resulted in high runoff coefficients > 35 % for the three events studied. These factors combined with the relatively steep slopes and the dissected drainage net resulted in rapid translation of fine grained sediments from the basin. Detailed monitoring of grain size characteristics, net erosion rates and mass of sediments in potential source areas was used in conjunction with suspended sediment grain size data and sediment yield data to identify the major source area. Results indicate that the colluvial zone was the only source of sediment within the Katiorin basin which could account for the output of 480 t of silt and clay during the three storm events. Remobilization of sediments within this reservoir controlled fine grained sediment outputs from the drainage basin. These data are essential for implementation of appropriate technology to reduce net erosion rates within the semiarid Baringo District, Kenya.
Kurzfassung
Das Ziel dieser Untersuchung war die Bestimmung der Anreicherung von Sand, Schluff und Ton in der suspendierten Flußfracht und die Identifizierung der Hauptliefergebiete. Die Untersuchung ist Teil einer detaillierten Materialbilanz in einem 0,30 km2 großen Einzugsgebiet in Kenia, in dem stark abgetragen wird. Die Daten von drei Starkregen zeigen, daß Schluff und Ton in der Fracht angereichert werden und durch Schichtfluten und Rillen vom Hangsubsystem in das gut integrierte Bachsubsystem transportiert werden. Sand wird vor allem am Hangfuß abgelagert und in den Überschwemmungsgebieten. Der schnelle Durchtransport von feinen Korngrößen vom Hang bis zum Ausgang des Einzugsgebietes während eines einzigen Starkregens ist eine Folge der Versiegelung der Oberfläche, die aus der hohen Alkalinität der Oberflächenböden resultiert. Daher ergeben sich sehr hohe Abflußkoeffizienten von über 35 % für die drei untersuchten Ereignisse. Diese Faktoren, verbunden mit den relativ steilen Hängen und dem eingetieften Gewässernetz, bedingen den schnellen Durchtransport der feineren Korngrößen. Die detaillierte Aufnahme der Korngrößen-Charakteristika, die Netto-Abtragungsraten und die Materialmenge in potenziellen Liefergebieten wurden verwendet in Verbindung mit den Korngrößen des Schwebs und den Ablagerungsdaten, um die Hauptliefergebiete zu identifizieren. Die Ergebnisse zeigen, daß der kolluviale Gürtel die einzige Materialquelle im Katiorin-Becken war, die 480 t Schluff und Ton während der drei Ereignisse geliefert hat. Remobilisierung der Ablagerungen in diesem Ablagerungsgebiet steuerte die feinkörnige Materialabfuhr aus dem Einzugsgebiet. Die Daten sind für die Einrichtung einer angemessenen Technologie sehr wichtig, um die Abtragung in diesem semiariden Baringo-District, Kenia, zu reduzieren.
Résumé
Les objectifs principaux de cette étude étaient de déterminer les degrés d’enrichissement en sable, limon et argile dans la charge en suspension de cours d’eau, et d’identifier les principales régions d’origine du sédiment. Il s’agit d’une partie d’une étude détaillée de budget sédimentaire réalisée au Kenya, dans un bassin de drainage de 0,3 km2, en région semi-aride où l’érosion est rapide. Les données accumulées au cours de trois tempêtes indiquent que le limon et l’argile sont plus abondants lorsque le sédiment est transporté par ruissellement en nappe et concentré à partir du sous-système de versant, vers le soussystème de chenaux intégrés. Le sable est préférenciellement déposé au pied des versants, et sur les surfaces de plaines alluviales. Le rapidité du transport de sédiments fins depuis les versants jusqu’à l’exutoire du bassin pendant une seule tempête est une réponse à la formation d’une surface imperméable qui s’explique par l’alcalinité élevée des sols. De cette situation, résultent de hauts coefficients d’écoulement (> 35%) pour les trois événements étudiés. Ces facteurs combinés avec les pentes relativement abruptes et le réseau de drainage disséqué a déterminé un transport rapide de sédiments fins du bassin. Pour identifier la principale région d’origine, deux ensembles de données ont été utilisées: 1) d’une part un enregistrement détaillé des caractéristiques granulométriques, des vitesses d’érosion et de la masse de sédiment dans les régions d’origine; 2) d’autre part des données granulométriques de la charge en suspension et des données de production de sédiments. Les résultats indiquent que la zone colluviale était la seule source de sédiment dans le bassin du Katiorin; elle a pu intervenir pour la production de 48 t de limon et d’argile pendant les trois tempêtes. La remaniement de sédiments à l’intérieur de ce réservoir a contrôlé la sortie de sédiments fin du bassin de drainage. Ces données sont essentielles pour l’application de technologies appropriées pour réduire les vitesses d’érosion à l’intérieur de districts semi-arides de Baringo au Kenya.
Keywords
sand • silt • clay • sediment • floodplain • footslope • storm • runoff • grain size • erosion • implementation • Baringo District • Kenya