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Thresholds in the Transformation of Slopes and River Channels in the Darjeeling Himalaya, India

W. Froehlich, E. Gil, I. Kasza and L. Starkel
Mountain Research and Development
Vol. 10, No. 4 (Nov., 1990), pp. 301-312
DOI: 10.2307/3673492
Stable URL: http://www.jstor.org/stable/3673492
Page Count: 13
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Thresholds in the Transformation of Slopes and River Channels in the Darjeeling Himalaya, India
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Abstract

In 1968 Starkel observed the geomorphic effects of an extreme rainfall event in the Darjeeling Himalaya. Detailed investigations were carried out subsequently (1984-1988) on slope and channel processes. The slope and channel subsystems demonstrate various threshold values for slope processes, such as washing, sliding, and flowing, and for fluvial processes which include initiation of increases in bedload and changes in channel geometry. Short-distance overland flow and slope wash were initiated in the tea gardens with rainfall events of 50 mm or more and intensities in excess of $0.5\ {\rm mm}/{\rm min}^{-1}$. Shallow slides and slumps on steep slope segments occur when 24-hour rainfall totals reach 130-150 mm, or with continuous three-day totals of 180-200 mm. Transformation of debris flows along the entire slope profile occur once in about thirty years. In streams of first and second order the normal annual floods entrain bedload up to 30 cm diameter, while precipitation events of between 500 and 1,000 mm will effect total changes in stream channel geometry. Only the alluvial fans experience simultaneous transformation during every flood. In the main valleys of the Tista and Rangit rivers, downcutting or aggradation on the original slope occurs annually prior to an extreme event. The extreme events, such as occurred in 1968, produce simultaneous disturbance of both the slopes and the channel equilibrium on a regional scale. The Darjeeling Himalaya are proposed as a good example of a region where slope and channel subsystems rapidly attain thresholds; these conditions are representative of a monsoon climate, intensive uplift, and forest clearance. /// En 1968, Starkel a observé les effets géomorphologiques d'une trombe d'eau qui s'est produite dans les montagnes himalayennes du Darjeeling. Des recherches détaillées ont été effectuées par la suite (1984-1988), sur les processus de versants de montagnes et de lits de rivières. Les sous-systèmes versants et lits montrent que des seuils existent pour les processus de versants, tels que l'entraînement, le glissement et l'écoulement, et pour les processus fluviaux qui comprennent l'initiation des augmentations de charge et des changements de la forme des lits. Un écoulement de surface sur une courte distance et un entraînement de versant se sont produits dans les jardins de thé avec des pluies de 50 mm ou plus et des intensités supérieures à 0,5 mm/min. Des glissements peu profonds et des effondrements sur des segments de versants abrupts se produisent quand les pluies atteignent 130-150 mm sur 24 heures, ou 180-200 mm sur trois jours de pluies continues. La transformation d'écoulements de débris le long du profil entier du versant se produit une fois tous les trente ans environ. Dans les rivières de premier et de second ordre, les crues annuelles normales entraînent une charge pouvant atteindre 30 centimètres de diamètre, alors que des précipitations de 500 à 1000 mm provoquent des changements globaux de la forme des lits de rivières. Seuls les éventails alluviaux font l'objet d'une transformation simultanée pendant chaque crue. Dans les vallées principales des rivières Tista et Rangit, une perte de matériaux ou un alluvionnement du versant original se produit avant une trombe d'eau, annuellement. Les trombes d'eau, telles que celle de 1968, produisent des perturbations simultanées des versants et de l'équilibre des lits de rivières à l'échelle régionale. Les montagnes himalayennes du Darjeeling sont proposées comme exemple de région où les sous-systèmes de versants et de lits atteignent rapidement des seuils. Ces conditions sont représentatives d'un climat de mousson, de soulèvement intensif et de déforestation. /// Im Jahre 1968 beobachtete Starkel im Darjeeling Himalaya geomorphische Einflüsse, die von ungewöhnlich starken Regengüssen verursacht wurden. Später (1984-88) wurden dann detaillierte Untersuchungen der Folgevorgänge an Hängen und Flußläufen durchgeführt. Beide Systeme, Hänge sowohl wie Flußläufe, haben unterschiedliche Änderungsgrenzwerte: Hänge verändern sich durch Auswaschung, Abrutschen und Gesteinsverschiebung; Flußläufe werden durch den Transport von Gerölle und durch örtliche Änderungen des Flußbettes beeinflußt. Bei Regengüssen über 50 mm, wobei Intensitätswerte von 0.5 mm pro Minute erreicht wurden, traten in Teegärten begrenzte Landüberflutungen und Hangauswaschungen auf. Bei Niederschlagsmengen von 130-150 mm innerhalb von 24 Stunden oder bei ununterbrochenem 3-Tages Regen mit 180 bis 200 mm Gesamtmenge gab es Erdbewegung an der Oberfläche und an steilen Hängen, Steinschlag. Änderungen im Gesteinsfluß entlang des gesamten Hangprofils ereigneten sich nur einmal in 30 Jahren. Flüsse 1. und 2. Ordnung führen während der normalen, jährlichen Flutperiode Gerölle bis zu 30 cm Durchmesser; Niederschläge von 500-1000 mm, andererseits, verursachen gravierende Veränderungen in der Flußlaufgeometrie. Anschwemmungen von losem Material werden dagegen während jeder Überflutung beeinflußt. Auch ohne extreme Niederschläge verändert sich in den Haupttälern der Tista und Rangit Flüsse durch Abholzung oder Erdrutsche die natürliche Hangneigung von Jahr zu Jahr. Außergewöhnliche Vorgänge, wie die im Jahre 1968, bringen auf regionaler Ebene gleichzeitige Störungen des Gleichgewichts sowohl der Hänge wie der Flußläufe. Das Darjeeling Himalaya Gebiet kann als gutes Beispiel dienen, ein Gebiet zu beschreiben, in dem Hang- und Flußlaufsysteme schnell Änderungsgrenzwerte erreichen. Solche Bedingungen sind typisch für das Monsunklima sowie bei intensiven Landhebung und bei Abholzung.

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