Revista de Gestão Costeira Integrada
Volume 22, Issue 3, September 2022, Pages 225-239

DOI: 10.5894/rgci-n546
* Submission: 4 JAN 2023; Peer review: 13 JAN 2023; Revised: 3 FEB 2023; Accepted: 6 FEB 2023; Available on-line: 27 MAR 2023

Hazard mapping based on observed coastal erosion rates and definition of set-back lines to support coastal management plans in the north coast of Portugal

Francisco Taveira-Pinto^{1 *}, Renato Henriques², Paulo Rosa-Santos¹, Tiago Fazeres-Ferradosa¹, Luciana das Neves^{1, 3}, Francisco V. C. Taveira Pinto¹, Maria Francisca Sarmento¹

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¹ Faculty of Engineering of the University of Porto and Interdisciplinary Centre of Marine and Environmental Research of the University of Porto, Portugal, email*: [email protected]; [email protected]
² Department of Earth Sciences, University of Minho and Institute of Earth Sciences, Portugal, email: [email protected]
³ International Marine and Dredging Consultants (IMDC), Belgium/span>

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ASBTRACT
Coastal zone management plans need to consider scenarios of coastline evolution and associated uncertainties. In this paper, the main causes of shoreline retreat and coastal erosion (natural and anthropogenic) in the north coast of Portugal are discussed. The importance of increasing knowledge on coastal dynamics to improve long-term predictions of coastline changes is highlighted since it is essential to establish proper management tools. It is also shown that the Portuguese coastal ecosystems are not resilient enough to extreme events and that the Portuguese coastal zone, like very many others worldwide, and will be severely affected by the effects of climate change. It is concluded that extreme events need to be properly characterized and their impacts assessed since they have important implications in terms of uses of either the coastal zone or the coastal waters. Without that analysis, coastal management plans will be lacking technical and scientific information and data that could help decision-makers define the best strategies to control erosion levels and the impact of extreme events related to climate change effects. Finally, a detailed assessment of the coastline evolution was performed for the new Caminha-Espinho coastal management program, for the time horizons 2050 and 2100, based on historical data. The methodology used for the evaluation of the rates of shoreline change, hazard mapping and definition of set-back lines is presented. Selected examples are given to demonstrate the potential of this methodology in supporting the development of coastal zone management plans, but also to highlight the limitations and uncertainties linked to the complexity of the phenomena under analysis.

Keywords: coastal management programs, climate change, set-back lines, extreme events, Caminha-Espinho stretch.

RESUMO
Os planos de gestão da zona costeira devem considerar os cenários de evolução da linha costeira e as incertezas associadas. Neste artigo, são discutidas as principais causas do recuo da linha de costa e da erosão costeira (naturais e antropogénicas) na costa norte de Portugal. A importância de aumentar o conhecimento sobre a dinâmica costeira de forma a melhorar as previsões a longo prazo das alterações costeiras é realçada, uma vez que este é essencial para estabelecer ferramentas de gestão adequadas. Mostra-se, também, que os ecossistemas costeiros portugueses não são suficientemente resilientes a eventos extremos e que a zona costeira portuguesa, à semelhança de muitas outras no mundo, será severamente afetada pelos efeitos das alterações climáticas. Conclui-se que os eventos extremos necessitam de ser devidamente caracterizados e os seus impactos avaliados uma vez que têm implicações importantes em termos de usos, quer da zona costeira, quer das águas costeiras. Sem essa análise, os planos de gestão costeira terão em falta informação e dados técnico-científicos fundamentais para ajudar os decisores a definir as melhores estratégias para controlar os níveis de erosão e o impacto de eventos extremos relacionados com os efeitos das alterações climáticas. Por fim, foi realizada uma avaliação detalhada da evolução da linha de costa para o novo programa de gestão costeira Caminha-Espinho, para os horizontes temporais 2050 e 2100, com base em dados históricos. É apresentada ainda a metodologia utilizada para a avaliação das taxas de alteração da linha de costa, mapeamento de perigos e definição de linhas de recuo. Exemplos selecionados são apresentados para demonstrar o potencial desta metodologia no apoio ao desenvolvimento de planos de gestão da zona costeira, mas também para destacar as limitações e incertezas associadas à complexidade dos fenómenos em análise.

Palavras-chave: programas de gestão costeira, alterações climáticas, linhas de recuo, eventos extremos, troço Caminha-Espinho.

 

[1] APA, 2017. Plano de ação litoral XXI. APA - Departamento do Litoral e Proteção Costeira, ARH Norte, ARH Centro, ARH Tejo e Oeste, ARH Alentejo e ARH Algarve. outubro de 2017.

[2] Bio, A., Gonçalves, J.A., Pinho, J., Vieira, L., Vieira, J., Smirnov, G., Bastos, L., 2020. Indicadores de vulnerabilidade de erosão costeira: Um estudo de caso no Norte de Portugal. Journal of Integrated Coastal Zone Management, 20(3):197-209. DOI:10.5894/rgci-n337.

[3] Bruun, P. 1962. Sea-level rise as a cause of shore erosion. Journal of Waterways and Harb. Div. 88, 117-130.

[4] CEZCM, 2020. Desafios para a Adaptação do Litoral às Alterações Climáticas. Comissão Especializada das Zonas Costeiras e do Mar. APRH – Associação Portuguesa de Recursos Hídricos. Relator: Rui Lança 23/10/2020.

[5] Coelho, C., Silva, R. Veloso-Gomes, F., Taveira-Pinto, F. 2009. Potential Effects of Climate Change on Northwest Portuguese Coastal Zones, ICES (International Council for the Exploration of the Sea), Journal of Marine Sciences, 66(7), Oxford Journals (Oxford University Press): 1497-1507 (Effects of Climate Change on the World’s Oceans), ISSN 1054-3139 (doi:10.1093/icesjms/fsp132); [6] Dean, R.G., Kriebel, D. e Walton, T. 2008. Cross-shore sediment processes. In: Walton e King (editors). Coastal Engineering Manual. Part III - Coastal sediment processes. Chapter 111-3.1110-2- 1100 USACE. Washington, DC.

[7] Danforth, W. W., and Thieler, E. R., 1992, Digital Shoreline Analysis System (DSAS) User’s Guide, Version 1.0: U.S. Geological Survey Open-File Report 92-355.

[8] EC, 2000. Water Framework Directive (2000/60/EC) of the European Parliament and of the Council - establishing a framework for Community action in the field of water policy. 23 October 2000.

[9] Ferreira, Ó., Garcia, T., Matias, A., Taborda, R., and Alveirinho Dias, J. (2006). An integrated method for the determination of set-back lines for coastal erosion hazards on sandy beaches. Continental Shelf Research, 26(9), 1030-1044. https://doi.org/10.1016/j.csr.2005.12.016 [10] Henriques, R., 2006. Monitorização da zona costeira tendo em vista a sua vulnerabilidade. Aplicação à zona noroeste de Portugal. Ph.D. Thesis, Universidade do Minho, Braga, 486p.

[11] Ponte Lira, C., Nobre Silva, A., Taborda, R., and Freire de Andrade, C. (2016). Coastline evolution of Portuguese low-lying sandy coast in the last 50 years: an integrated approach. Earth System Science Data, 8, 265-278. https://doi.org/10.5194/essd-8-265-2016.

[12] Rosa-Santos, P., Veloso-Gomes, F., Taveira-Pinto, F., Silva R., Pais-Barbosa, J., 2009. “Evolution of Coastal Works in Portugal and their Interference with Local Morphodynamics”. Journal of Coastal Research, SI56, pp.757-761, ISSN: 0749-0208.

[13] Nave, S., Rebêlo, L., 2022. Long-term Coastline evolution of Figueira da Foz – Nazaré sector (Portugal). Journal of Integrated Coastal Zone Management, 22 (2), pp. 145-168. ISSN 1646-8872. DOI: 10.5894/rgci-n507.

[14] Santos, F.D., Lopes, A.M., Moniz, G., Ramos, L., Taborda, R., 2017. Grupo de Trabalho do Litoral: Gestão da Zona Costeira: O desafio da mudança. ISBN: 978-989-99962-1-2.

[15] Taveira-Pinto F. 2004. The Practice of Coastal Zone Management in Portugal. Journal of Coastal Conservation, Volume 10: 1-2, December, OpulusPress, ISSN 1400-0350, pp.147-157.

[16] Taveira-Pinto, F., Rosa-Santos, P., Fazeres-Ferradosa, T. 2021a. Integrated coastal zone management: Preservation, adaptation and monitoring [Gestão integrada das zonas costeiras: Preservação, adaptação e monitorização]. Journal of Integrated Coastal Zone Management, 21 (1), pp. 5-9. DOI: 10.5894/RGCI-N442 [17] Taveira-Pinto, F., Rosa-Santos, P., Fazeres-Ferradosa, T. 2021b. Coastal dynamics and protection. Journal of Integrated Coastal Zone Management, 21 (2), pp. 69-72. DOI: 10.5894/rgci-n406.

[18] Thieler, E.R., Himmelstoss, E.A., Zichichi, J.L., and Ergul, Ayhan, 2009. Digital Shoreline Analysis System (DSAS) version 4.0 — An ArcGIS extension for calculating shoreline change: U.S. Geological Survey Open-File Report 2008-1278.

[19] Veloso-Gomes, F., Taveira-Pinto, F., Neves, L., Pais-Barbosa, J. 2006. EUrosion. A European Initiative for Sustainable Coastal Erosion Management. Pilot Site of River Douro – Cape Mondego and Case Studies of Estela, Aveiro, Caparica, Vale do Lobo and Azores, Instituto de Hidráulica e Recursos Hídricos (IHRH), Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), 340 pp., ISBN 972-752-074-X.

 

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