Advertisement

Influence of cenozoic geology on mass movement and sediment yield response to forest removal, North Westland, New Zealand

  • O’Loughlin C. L. 
  • Pearce A. J. 
Section 13 Engineering Geology

Summary

Clear-felling of beech-podocarp-hardwood forests and their replacement withP. radiata plantations on steep, dissected hill country underlain by massive, late-Tertiary sandstone and siltstone has resulted in an increase in denudation rate from c. 100 m3/km2/a to c. 4000 m3/km2/a. Landslide densities increased from 1/km2 to 20/km2. Forest operations of this nature on topographically similar areas underlain by late-Pleistocene and early-Pleistocene gravels have been followed by less-severe increases in mass-movement. Analyses of slope stability using the infinite slope model indicate that slopes greater than 25° underlain by late-Tertiary sandstone are unstable when saturated, unless additional shear strength is provided by a network of tree roots. Principal causes of this instability are 1) the impermeable sandstone promotes regolith saturation during moderatesized rainstorms (1 – 2 yr return period), 2) the sandstone surface is smooth, planar, coated with an allophane-rich organic clay layer, and is rarely pentrated by tree roots; shear strength at the regolith-sandstone interface is low.

Keywords

Sandstone Slope Stability Direct Shear Test Shallow Landslide Allophane 

Influence De La Geologie Du Coenozoique Sur Les Mouvements De Masses Et Les Affaissements De Sédiments Consécutifs A La Déforestation Dans Le Nord De La Province De Westland, Nouvelle-Zélande

Résumé

L’abattage total de forêts de hêtres, de podocarpes et divers arbres feuillus et leur remplacement par des plantations deP. radiata dans une région de collines escarpées et découpées, au sous-sol constituté par des grès et pélites du Tertiaire supérieur ont eu pour conséquence un accroissement du taux annuel de dénudation: de 100 m3/km2 environ, il est passé à 4 000 m3/km2 environ. Quant aux glissements de terrain, leur densité s’est accrue de 1 au km2 à 20 au km2. Des opérations forestières de cette nature dans des régions de topographie similaire mais au sous-sol formé de graviers pléistocènes ont eu des conséquences moins graves pour l’accroissement des glissements de terrain. Les analyses de la stabilité des pentes utilisant un modèle de pente infinie montrent que les pentes supérieures à 25°C sur grès du Tertiaire supérieur sont instables quand elles sont saturées, à moins que la résistance au cisaillement soit améliorée par la présence d’un réseau de racines. Les principales causes de cette instabilité sont les suivantes:
  1. 1.

    l’imperméabilité du grès conduit à la saturation du régolite au cours des orages moyens (fréquence annuelle ou biennale);

     
  2. 2.

    la surface du grès est lisse, plane, recouverte d’une couche d’argile organique riche en allophane; les racines des arbres y pénètrent rarement; l’interface régolite-grès présente une faible résistance au cisaillement.

     

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. BOWEN F.E. (1964): Geological Map of New Zealand, Sheet 15, Buller, 1:250,000.Google Scholar
  2. FIELDS M. - PERROTT K.W. (1966): The nature of allophane in soils; Part 3 — Rapid field and laboratory test for allophane. N.Z. Journal Science 9: 623–629.Google Scholar
  3. LAMB T.W. - WHITMAN R.V. (1969): Soil Mechanics. John Wiley and Sons Inc. New York. 553 p.Google Scholar
  4. O’LOUGHLIN C. (1974): The effect of timber removal on the stability of forest soils. Journal Hydrology (N.Z. 13 (2): 121–134.Google Scholar
  5. O’LOUGHLIN C. — GAGE M. (1975): A report on the status of slope erosion on selected steep areas, West Coast beech project area. Unpublished N.Z. Forest Service Report, 86 p.Google Scholar
  6. PEARCE A.J. — O’Loughlin C.L. — ROWE L.K. (1976): Hydrologic regime of small, undisturbed beech forest catchments, North Westland.In Proceedings of Soil and Plant Water Symposium, N.Z. Dept. Scientific and Industrial Research Information Series, in press.Google Scholar
  7. ROBERTSON N.G. (1964): The frequency of high intensity rainfalls in New Zealand. N.Z. Meteorological Service Miscellaneous Publication 118, 83 p.Google Scholar
  8. SUGGATE R.P. (1965): Late Pleistocene geology of the northern part of the South Island, New Zealand, N.Z. Geological Survey Bulletin 77. 91 p.Google Scholar
  9. TAYLOR D.W. (1948): Fundamentals of soil mechanics. John Wiley and Sons Inc. New York, 408–438.Google Scholar

Copyright information

© International Association of Engineering Geology 1976

Authors and Affiliations

  • O’Loughlin C. L. 
    • 1
  • Pearce A. J. 
    • 1
  1. 1.Protection Forestry DivisionForest Research Institute, N.Z. Forest ServiceRangioraNew Zealand

Personalised recommendations