Revista de Gestão Costeira Integrada
Volume 14, Número 3, Setembro 2014, Páginas 517-534

DOI: 10.5894/rgci445
* Submission: 10 October 2013; Evaluation: 8 November 2014; Reception of revised manuscript: 3 February 2014; Accepted: 7 March 2014; Available on-line: 8 April 2014

Gestão de dunas costeiras: o uso de sistema de informações geográficas (SIG) na implantação de planos de gestão no litoral do Rio Grande do Sul, Brasil*

Coastal dune management: the use of geographic information system (GIS) in the development of management plans in the coast of Rio Grande do Sul, Brazil

Luana Portz ^{@, 1}, Gabriela Camboim Rockett ², Ricardo Augusto Lengler Franchini ², Rogério Portantiolo Manzolli ²,
Nelson Luiz Sambaqui Gruber ¹

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@ - Corresponding author: [email protected]
1 - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Instituto de Geociências, Centro de Estudos de Geologia Costeira e Oceânica, Laboratório de Gerenciamento Costeiro, Av.Bento Gonçalves, 9500. CEP: 91509-900, Porto Alegre, RS, Brasil.
2 - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Instituto de Geociências, Laboratório de Gerenciamento Costeiro, Programa de Pós-Graduação em Geociências, Av. Bento Gonçalves, 9500. CEP: 91509-900, Porto Alegre, RS, Brasil.

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ABSTRACT
Foredunes are geomorphological features present in most of the sand beaches around the world. Under the Brazilian law, dunes are considered Permanent Protection Areas and, for conservation of these environments, it is necessary the establishment of plans, programs and measures by the government to discipline their use and management requirements. The development of projects for dune system management should include an environmental diagnosis (natural characteristics and human intervention degree), the trend of changes and the actions for maintenance or recovery of the system. The aim of this work is to evidence the potential of using a Geographic Information System (GIS) for the environmental diagnosis of dunes, as well as stress the importance of regional data integration within a GIS, for the purpose of obtaining better results to support decision making in the development of management plans for integrated coastal zone management. Study cases of two coastal cities in the State of Rio Grande do Sul, southern Brazil (Capão da Canoa and Arroio do Sal cities), are shown. The use of GIS allows updates at severaltime scales and also the joint analysis of multiple data from different sources. These characteristics assist work in coastal zones, an environment with highly dynamic forms and processes. For the characterization, diagnosis and planning of the two study areas, primary and secondary data were collected. Secondary data consists of bibliographic and cartographic search, and remote sensing data. Primary data consists of field observations, control points collected with GPS, photographic records (beach access, watercourses, irregular occupation, beach uses, dune uses, etc.), topographic data and vegetation identification. After collection, data were inserted in data layers and integrated in the GIS project. Using geoprocessing tools it was possible to calculate areas, measure foredune width and delimit the boundaries of Permanent Protection areas (using distance criteria), leading to further information to be obtained/added in the GIS. Distance criteria for delimitation of Permanent Protection areas were based in the law of the state environmental agency (FEPAM). For the city of Capão da Canoa, increases in sea level caused by storm surge were modelled in the GIS, in order to identify foredune areas susceptible to degradation. Results showed that water courses that cross the dune system are the preferential erosion zones in storm surge events. An evaluation based in the mapped elements and field observations, allowed the assignment of a coastal vulnerability index to each 500 meters beach segment.The higher the vulnerability index, the greater the fragility of the dune system. The areas with the highest index are the ones in which greater efforts are required (interventions/management). In the studied areas, these indexes allowed the planning of interventions requiredforeach beach sector. Both cities have an extensive shoreline and dune areas affected by erosion (caused by storm surgeeffects, displacement of watercourses, planting of exotic vegetation and lack of planning for the shoreline – with disordered use of this natural system). A well developed urban area is present in Capão da Canoa city, wherea discontinuous and highlysegmented dune area exists. Preserved sectionsoccur mostly in the non-urban areas. In Arroio do Sal city, there is an extensive and well preserved shoreline and dune system. The major problems affecting dune system in this city are erosion by storm surgeand planting of exotic vegetation. With the environmental diagnosis and the vulnerability index for each beach sector, management proposals in different sectors of the shoreline were performed, and spatialization of the suggested actions/interventions was implemented in the GIS. This spatialization allowed visualization of all the beach sectors in maps, and this information was also added to the GIS project as new data layers. For dune system integrity maintenance/recovery in some sectors, some of the suggested interventions includepipe passing under the frontal dune crest (for controlledpassage of watercourses), construction of walkways where the crosswalk is very intense (ordering the access to the beach), removal of exotic vegetation, etc. The results demonstrate the possibility of using GIS in coastal management studies, showing good results in the diagnosis and planning of the two study areas. As a final product of the management plans developed, all the collected and generated data are provided in GIS file format and in spreadsheets in a PDF report. At the municipal level, the advantages are ease of storage and availability of data, facilitating data modification in case of scenario alteration for the shoreline. The use of a GIS can also promote and facilitate the exchange of information between institutions and, in the long term, can allow the integration of all information into a single database to assist in decision making at the municipal, state and federal agencies.

Keywords: Coastal Management, Geospatial technology, Database, Coastal Modelling.

RESUMO
Constituídas por grandes acumulações de areia, as dunas frontais são feições naturais da maioria das praias arenosas. As áreas de dunas são consideradas Áreas de Proteção Permanente (APPs) no Brasil, e, para a conservação desses ambientes, faz-se necessário o estabelecimento de planos, programas e medidas governamentais orientados a disciplinar os seus usos e/ou manejos. O desenvolvimento de projetos para a gestão do sistema de dunas deve incluir um diagnóstico do ambiente (características naturais e o grau de intervenção humana), a tendência das mudanças e as ações para manutenção ou recuperação do sistema. O objetivo deste trabalho é demonstrar a potencialidade do uso de um Sistema de Informações Geográficas (SIG) para o diagnóstico ambiental de dunas, bem como salientar a importância da integração de dados regionais em ambiente SIG, a fim de se obter melhores resultados para subsidiar a tomada de decisão na elaboração de planos de gestão para o Gerenciamento Costeiro Integrado, por meio de estudos de caso deduas cidades no litoral do estado do Rio Grande do Sul, sul do Brasil (municípios de Capão da Canoa e Arroio do Sal). O uso de um SIG permite atualizações em várias escalas de tempo e também a análise conjunta de múltiplos dados de diferentes fontes. Essas características auxiliam os trabalhos na região costeira, ambiente com uma grande dinâmica de formas e processos. Para a caracterização, o diagnóstico e o planejamento das áreas de estudo, dados primários e secundários das duas áreas foram coletados e integrados em ambiente SIG, e, assim, pôde-se dividir os ambientes em diferentes setores, possibilitando o planejamento das intervenções necessárias em cada um deles. A espacialização das intervenções sugeridas permitiu sua visualização em mapas, sendo esta informação inserida como um novo plano de informação no projeto em SIG. Algumas das intervenções sugeridas em alguns locais visando à manutenção/recuperação do sistema de dunas incluem: passagem de tubulações abaixo da crista da duna (para a passagem condicionadade cursos d’água), construção de passarelas onde a passagem de pedestres é intensa (para ordenar o acesso à praia), remoção de vegetação exótica etc. Os resultados obtidos demonstram a possibilidade do uso de um SIG nos estudos de gestão costeira, gerando bons resultados no diagnóstico e planejamento das duas áreas de estudo. Como produto final dos planos de manejo desenvolvidos, todos os dados coletados e gerados são disponibilizados em arquivos no formato SIG, bem como em formato de planilha, junto com o relatório descritivo. No âmbito municipal, as vantagens encontram-se na facilidade de armazenamento e disponibilização dos dados, além de proporcionar a fácil modificação destes e também o acompanhamento da evolução dos projetos. A utilização de SIG também pode promover e facilitar a troca de informações entre as instituições e, a longo prazo, pode permitir a integração de todas as informações em um único banco de dados, podendo auxiliar na tomada de decisão dos órgãos municipais, estadual e federal.

Palavras-chave: Gerenciamento costeiro, geotecnologias, banco de dados, modelagem costeira.

 

Almeida, L.E.S.B; Rosauro, N.L.; Toldo J.R., E.E.; Gruber, N.S. (1999) -Avaliação da profundidade de fechamento para o litoral Norte do Rio Grande do Sul. Anais do XIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, Belo Horizonte, MG, Brasil; Publicado em CD-ROM.

Andrews, B.D.; Gares, P.A.; Colby, J.D. (2002) - Techniques for GIS modeling of coastal dunes. Geomorphology, 48(1-3):289-308. DOI: 10.1016/S0169-555X(02)00186-1

CONAMA (2002) - Resolução Nº 303, de 20 de março de 2002. Dispõe sobre parâmetros, definições e limites de Áreas de Preservação Permanente. DOU no 90, de 13 de maio de 2002, Seção 1, página 68. Disponível em http://www.mma.gov.br/port/conama/res/res02/
res30302.html

Calliari, L.J.; Pereira, P.S.; de Oliveira, A.O.; Figueiredo S.A. (2005) - Variabilidade das dunas frontais no litoral norte e médio do Rio Grande do Sul, Brasil. Gravel (ISSN: 1678-5975), 3:15-30, Porto Alegre, RS, Brasil.

Câmara, G. (1995) - Modelos, Linguagens e arquiteturas para bancos de dados geográficos. 264p., Tese de Doutorado, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) São José dos Campos, SP, Brasil. Disponível em http://www.dpi.inpe.br/teses/gilberto/

Decha, J.P.; Mauna, M.A.; Pazner, M.I. (2005) - Blowout dynamics on lake Huron sand dunes: analysis of digital multispectral data from color air photos. Catena, 60(2):165-180. DOI: 10.1016/j.catena.2004.11.004

Devillers, R.; Lee, C.; Canessa, R.; Sherin, A. (eds.) (2013) - CoastGIS Conference 2013: Monitoring and Adapting to Change on the Coast. 230p., Victoria, British Columbia, Canada. Disponível em http://coinatlantic.ca/coastgis2013/docs/proceedings.pdf

Dueker, K.J. (1979) - Land resources information systems: a review of fifteen years’ experience. Geo-Processing (ISSN 0165-2273), 1(2):105-128, Amsterdam, Netherlands.

Farina, F.C. (2002) - Utilização de técnicas de geoprocessamento para seleção de áreas adequadas à expansão urbana: caso do município de Rio Grande - RS. 124p., Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, Brasil. Não publicado.

FEPAM (2004) - Documento Normativo para a elaboração de Planos de Manejo de Dunas. 2p., Fundação Estadual de Proteção Ambiental do Rio Grande do Sul (FEPAM), Porto Alegre, RS, Brasil. Não Publicado.

Fernandes, L.R.; Amaral R.F. (2013) - Paisagem costeira do litoral oriental do estado do Rio Grande do Norte (Brasil): Evolução temporal e padrões espaciais dos campos de dunas móveis. Revista da Gestão Costeira Integrada, 13(1):45-59. DOI: 10.5894/rgci340.

Franchini, R.A.L. (2010) - Diagnóstico de vulnerabilidade das dunas frontais do município de Arroio do Sal: contribuição para o plano de manejo de dunas. 99p., Trabalho de conclusão de graduação, Curso de Geografia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, Brasil. Disponível em http://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/28452

Freire, O.D.S. (coord.) (2006) - Projeto Orla: Fundamentos para Gestão Integrada. Ministério do Meio Ambiente - Secretaria de Qualidade Ambiental nos Assentamentos Humanos / Ministério do Planejamento, Orçamento e Gestão. 74p., Brasília, DF, Brasil. Disponível em http://www.planejamento.gov.br/secretarias/upload/Arquivos/spu/
publicacao/081021_PUB_ProjOrla_fundamentos.pdf

Gianuca, K.S.; Tagliani, C.R.A. (2012) - Análise em um Sistema de Informação Geográfica (SIG) das alterações na paisagem em ambientes adjacentes a plantios de pinus no Distrito do Estreito, município de São José do Norte, Brasil. Revista de Gestão Costeira Integrada, 12(1):43-55. DOI:10.5894/rgci285

Gourmelon, F.; Le Guyader, D; Fontenelle, G. (2013) - A dynamic GIS as an efficient tool for ICZM (Bay of Brest, Western France)? CoastGIS Conference 2013: Monitoring and Adapting to Change on the Coast, pp.92-95, Victoria, British Columbia, Canada. Available at http://coinatlantic.ca/coastgis2013/docs/proceedings.pdf

Gruber, N.L.S; Strohaecker, T.M; Tabajara, L.L.C.A.; Portz, L, Manzolli, R.P; Cheiran Pereira, F.C; Rekowsky, L.; Dadda, M.D.; Chites, R.; Oliveira, R.M.; Franchini, R.A.L. (2010a) - Diagnóstico para o plano de manejo das dunas frontais do município de Capão da Canoa-RS. CECO/IG/UFRGS, Prefeitura Municipal de Capão da Canoa, Documento Técnico, 104p., Porto Alegre, RS, Brasil. Unpublished.

Gruber, N.L.S; Strohaecker, T.M; Tabajara, L.L.C.A.; Portz, L, Manzolli, R.P; Cheiran Pereira, F.C; Rekowsky, L.; Dadda, M.D.; Chites, R.; Oliveira, R.M.; Franchini, R.A.L. (2010b) - Plano De Manejo Das Dunas Frontais Do Município De Capão da Canoa-RS. CECO/IG/UFRGS, Prefeitura Municipal de Capão da Canoa, Documento Técnico, 84p., Porto Alegre, RS, Brasil. Unpublished.

Gruber, N.L.S; Strohaecker, T.M; Tabajara, L.L.C.A.; Portz, L, Manzolli, R.P; Zasso, L.; Oliveira, J.F.; Oliveira, R.M.; Franchini, R.A.L.; Caetano, F.S.; Pereira, F.C; Monteiro, L.; Hahn, A.R.; Ferronatto, J.P.F. (2011a) - Diagnóstico para plano de manejo das dunas frontais do município de Arroio do Sal-RS. CECO/IG/UFRGS, Prefeitura Municipal de Capão da Canoa, Documento Técnico, 164p., Porto Alegre, RS, Brasil. Unpublished.

Gruber, N.L.S; Strohaecker, T.M; Tabajara, L.L.C.A.; Portz, L, Manzolli, R.P; Zasso, L.; Julio Fernandes de Oliveira, J.F.; Oliveira, R.M.; Franchini, R.A.L.; Caetano, F.S. Pereira, F.C; Monteiro,L.; Hahn, A.R.; Ferronatto, J.P.F. (2011b) - Plano de Manejo das Dunas Frontais do Município de Arroio do Sal-RS. CECO/IG/UFRGS, Prefeitura Municipal de Capão da Canoa, Documento Técnico, 124p., Porto Alegre, RS, Brasil. Unpublished.

Hesp, P.A. (2002) - Foredunes and blowouts: initiation, geomorphology and dynamics. Geomorphology, 48(1-3):245-268. DOI: 10.1016/S0169-555X(02)00184-8.

Hesp, P.A. (1988) - Morphology, dynamics and internal stratification of some established foredunes in southeast Australia. Sedimentary Geology, 55(1-2):17-41. DOI: 10.1016/0037-0738(88)90088-7

Kitsiou, D.; Coccossis, H.; Karydis, M. (2002) - Multi-dimensional evaluation and ranking of coastal areas using GIS and multiple criteria choice methods. The Science of the Total Environment, 284(1-3):1-17. DOI: 10.1016/S0048-9697(01)00851-8

Lang, S.; Blaschke, T. (2009) - Análise da paisagem com SIG. 424p., Oficina de Textos, São Paulo, SP, Brasil. ISBN: 8586238783.
Li, R.; Di, K.; Ma, R. (2001) - A Comparative Study of Shoreline Mapping Techniques. In: Darius J. Bartlett; Jennifer L. Smith (org.), GIS for coastal zone management, pp.53-60, Chapter 3, CRC Press, New York, USA. ISBN 0-415-31972-2.

Longdill, P.C.; Healy, T.R.; Black, K.P. (2008) - An integrated GIS approach for sustainable aquaculture management area site selection. Ocean & Coastal Management, 51:612-24. DOI: 10.1016/j.ocecoaman.2008.06.010

Marino, M.T.R.D.; Freire, G.S.S. (2013) - Analysis of the shoreline evolution between the Future and Porto das Dunas Beaches, Fortaleza Metropolitan Region (FMR), Ceará State, Brazil. Revista de Gestão Costeira Integrada / Journal of Integrated Coastal Zone Management, 13(1):113-129. DOI: 10.5894/rgci373

Pan, P.S.Y. (2001) - Monitoring Coastal Environments Using Remote Sensing and GIS. In: Darius J. Bartlett; Jennifer L. Smith (org.), GIS for coastal zone management, pp.61-75, Chapter 4, CRC Press, New York, USA. ISBN 0-415-31972-2.

Parise, C.K.; Calliari, L.J.; Krusche, N. (2009) - Extreme storm surges in the south of Brazil: atmospheric conditions and shore erosion. Brazilian Journal of Oceanography, 57(3):75-188. DOI: 10.1590/S1679-87592009000300002.

Phinn, S.R.; Menges, C.; Hill, G.J.E.; Stanford, M. (2000) - Optimizing remotely sensed solutions for monitoring, modeling, and managing coastal environments. Remote Sensing Environment, 73:117–32. DOI: 10.1016/S0034-4257(00)00087-0.

Portz, L.; Manzolli, R.P.; Gruber, N.L.S.; Correa, I.C.S. (2010) - Tourism and degradation in the coastline of Rio Grande do Sul: conflicts and management. Desenvolvimento e Meio Ambiente (ISSN: 1518-952X), 22:153-166, Curitiba, PR, Brasil. Disponível em http://ojs.c3sl.ufpr.br/
ojs-2.2.4/index.php/made/article/view/20351/13512.

Portz, L.; Manzolli, R.P.; Corrêa, I.C.S. (2011) - Ferramentas de gestão ambiental aplicadas na zona costeira do Rio Grande do Sul, Brasil. Revista de Gestão Costeira Integrada (ISSN: 1646-8872), 11(4):459-470. DOI: 10.5894/rgci278.

Rodríguez, I.; Montoya, I.; Sánchez, M.J.; Carreño, F. (2009) - Geographic Information Systems applied to Integrated Coastal Zone Management. Geomorphology, 107(1-2):100-105. DOI: 10.1016/j.geomorph.2007.05.023

Sánchez, M.J.; Rodríguez, I.; Montoya, I.; Carreño, F. (2005) - GIS technology to calculate aeolian transport. International Symposium for GIS and Computer Mapping for Coastal Zone Management, 7, pp. 291–292, Aberdeen, UK. Publicado em CD-ROM.

Santos, R.F. (2004) - Planejamento ambiental: teoria e prática. 184p. Oficina de Textos, São Paulo, SP, Brasil. ISBN: 9788586238628.

Sarda, R.; Avila, C.; Mora, J. (2005) - A methodological approach to be used in integrated coastal zone management processes: the case of the Catalan Coast (Catalonia, Spain). Estuarine, Coastal and Shelf Science, 62(3):427-439. DOI: 10.1016/j.ecss.2004.09.028.

Serpa, C.G. (2008) - Estudo da influência dos fatores climáticos e hidrológicos no ciclo morfodinâmico praial de um sangradouro intermitente, praia do Cassino, Brasil. 97p. Dissertação de mestrado, Pós-Graduação em Engenharia Oceânica da Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, RS, Brasil. Disponível em: http://www.engenhariaoceanica.furg.br/arquivos/serpa,c.g.pdf.

Shalaby, A.; Tateishi, R. (2007) - Remote sensing and GIS for mapping and monitoring land cover and land-use changes in the Northwestern coastal zone of Egypt. Applied Geography, 27(1):28–41. DOI:10.1016/j.apgeog.2006.09.004

Silva, T.S.; De Freitas, D.; Tagliani, P.R.A.; Farina, F.C.; Ayup-Zouain, R.N. (2011) - Land use change impact on coastal vulnerability: subsidies for risk management and coastal adaptation. International Symposium for GIS and Computer Mapping for Coastal Zone Management, pp. 54-59, Oostende, Bélgica. Publicado em CD-ROM.

Silva, T.S.; Rosa, M.L.; Farina, F. (2012) - GIS applied to integrated coastal zone and ocean management: mapping, change detection and spatial modeling for coastal management in southern Brazil. In: Alam, B.M. (Ed.), Application of Geographic Information Systems, pp.219-240, InTech, Rijeka, Croatia. DOI: 10.5772/47840. Available at: http://www.intechopen.com/books/application-of-geographic-information-systems/gis-applied-to-integrated-coastal-zone-and-ocean-management-mapping-change-detection-and-spatial-mod.

Silva, T.S.; Tagliani, P.R.T. (2012) - Environmental planning in the medium littoral of the Rio Grande do Sul coastal plain - Southern Brazil: elements for coastal management. Ocean & Coastal Management, 59: 20-30. DOI: 10.1016/j.ocecoaman.2011.12.014.
Soil Conservation Service (1986) - Beach Dunes - their use and management. 32p., Soil Conservations Service of NSW, Sidney, Australia.

Souza, C.R. de G. (2003) - Um Sistema de Informações Geoambientais para o litoral de São Paulo. Congresso da Associação Brasileira de Estudos do Quaternário, Recife, PE, Brasil. Publicado em CD-ROM.

Tabajara, L.L.; Gruber, N.S.; Portz, L. (2012) - Dunas frontais de Xangri-Lá, litoral Norte do RS: inventário, classificação e escolha de áreas prioritárias ao manejo. Pesquisas em Geociências (ISSN 1518-2398), 39(1):35-52, Porto Alegre, RS, Brasil. Available at http://www.ufrgs.br/igeo/pesquisas/3901/3-3901.pdf

Toldo Jr., E.E.; Dillenburg, S.R.; Almeida, L.E.S.B.; Tabajara, L.L.; Martins, R.R.; Cunha, O.B.P. (1993) - Parâmetros morfodinâmicos da praia de Imbé-RS. Pesquisas em Geociências (ISSN 1518-2398), 20(1):27-32, Porto Alegre, RS, Brasil.

Tolvanen, H.; Kalliola, R. (2008) - A structured approach to geographical information in coastal research and management. Ocean & Coastal Management, 51(6):485-494. DOI: 10.1016/j.ocecoaman.2008.04.001.

Tomazelli, L.J.; Villwock, J. A. (1992) - Considerações sobre o ambiente praial e a deriva litorânea ao longo do litoral norte do Rio Grande do Sul. Pesquisas em Geociências (ISSN 1518-2398), 19(1):3-12, Porto Alegre, RS, Brasil.

Vafai, F.; Hadipour, V.; Hadipour, A. (2013) - Determination of shoreline sensitivity to oil spills by use of GIS and fuzzy model. Case study – The coastal areas of Caspian Sea in north of Iran. Ocean & Coastal Management, 71:123-130. DOI: 10.1016/j.ocecoaman.2012.05.033

Villwock, J.A. (1984) - Geology of the coastal province of Rio Grande do Sul. Pesquisas em Geociências (ISSN 1518-2398), 16: 5-49, Porto Alegre, RS, Brasil.

Villwock, J.A. (1994) - A costa brasileira: geologia e evolução. Notas Técnicas (ISSN 0104-4303), 7:38-49, CECO/IG/UFRGS, Porto Alegre, RS, Brasil.

Weschenfelder, J.; Zouain, R.N.A. (2002) - Variabilidade Morfodinâmica das Praias Oceânicas entre Imbé e Arroio do Sal, RS, Brasil. Pesquisas em Geociências (ISSN 1518-2398), 29(1): 3-13, Porto Alegre, RS, Brasil.

Wright, L.D.; Short, A.D. (1984) - Morphodynamic variability of beaches and surfzones: A synthesis. Marine Geology, 56(1-4):93-118. DOI: 10.1016/0025-3227(84)90008-2.

 

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