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Publication
Risk assessment for beach users in the rocky coasts of the Algarve
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Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
Beach tourism is a major global industry responsible for the extensive use and occupation of beaches. On the rocky coasts of the Algarve region in southern Portugal, the influx of visitors to beaches adjacent to coastal cliffs creates a risk, as beachgoers can be exposed to mass movements from these cliffs. While the general understanding of hazards due to mass movements in coastal cliffs has been extensively studied and hazard mitigations have been implemented, these measures do not account for the exposure potential of beach users.
Consequently, they do not quantify the risk level for those staying on cliff-bound beaches. This study proposes a methodology to define a coastal index and quantify the risk over time and space for beach users, based on the integration of hazard and exposure. The
methodology is applied to selected cliff-bound beaches in the central Algarve, with the resulting index values visualized geospatially.
The results suggest how the hazard, exposure, and coastal index values vary temporally and spatially. The hazard index is shown to vary seasonally across different hazard zones. Meanwhile, the exposure index values differ based on two methods that explore (1) temporal variation, and (2) temporal and spatial variation of beach occupancy. Both methods influence the coastal index: the first highlights seasonal changes in the risk levels, while the second provides detailed spatial risk patterns, identifying beach locations where
risk levels are higher. These risk hotspots are influenced by seasonality and the proximity of the cliffs to beach concessions, where people often congregate. This study demonstrates the effectiveness of the coastal index in quantifying risk and highlights its adaptability to any cliff-bound beach, provided the necessary datasets can be obtained. The results can assist coastal managers in planning appropriate adaptation measures for risk reduction by
minimizing people’s exposure.
As arribas costeiras rochosas são formas de relevo dinâmicas que estão constantemente a ser moldadas por processos marinhos e subaéreos. Os seus perfis e evolução dependem de forças de resistência que mantêm a estabilidade das falésias e de forças erosivas que promovem a erosão das arribas. Esta interação de processos e forças resulta em padrões de evolução únicos a que estas formas de relevo estão sujeitas escalas temporais e espaciais diversas e que, quando justaposto a pessoas e propriedades, cria situações de risco que precisam de ser analisadas. Tal é o caso nas costas rochosas do Algarve central, no sul de Portugal, onde o turismo de praia é uma indústria muito importante que atrai pessoas para as praias para variados usos balneares. O afluxo de pessoas que visitam as praias em frente a arribas costeiras cria um risco pela exposição dos utilizadores balneares aos movimentos de massa das arribas adjacentes. Os movimentos de massa em arribas ocorrem frequentemente na região algarvia e, em alguns casos, foram registadas acidentes graves e fatais de utilizadores das praias. As implicações no setor do turismo e a segurança geral da ocorrência de movimentos de massa em arribas têm impulsionado esforços dos gestores costeiros e as autoridades portuguesas na caracterização dos perigos que o público pode enfrentar. Na literatura científica, a compreensão geral dos perigos associados a movimentos de massa em arribas costeiras tem sido extensivamente estudada, e foram propostas e implementadas metodologias de avaliação de risco aplicáveis com objetivos e abordagens variados. No entanto, a maioria destes trabalhos foca-se no perigo da ocupação adjacente aos topos das arribas, e não especificamente da quantificação do nível de risco das pessoas que permanecem nas praias na base das arribas. Este estudo propõe uma metodologia baseada na determinação de um índice para quantificar o nível de risco a que os utilizadores das praias estão sujeitos devido há ocorrência de movimentos de massa nas arribas. A metodologia é aplicada a um conjunto de praias delimitadas por arribas ao longo do litoral do Algarve central. O índice costeiro é definido como a média geométrica dos dois componentes do risco: o índice de perigo e o índice de exposição. O índice de perigo foi calculado a partir da média geométrica da classe de perigo, determinada com base nas zonas de perigo e níveis de segurança definidos com base na literatura publicada, e na distribuição mensal normalizada dos movimentos de massa. Para obter o índice de exposição foram exploradas duas abordagens: (1) método variável no tempo e (2) método variável no tempo e espaço. O primeiro método baseia-se no número médio mensal de utilizadores da praia para os dois locais de estudo onde essa informação estava disponível: Praia do Castelo e Praia da Coelha; enquanto o segundo método se baseia na identificação da densidade de ocupação da praia com recurso a imagens aéreas disponíveis dos locais de estudo. Os índices de perigo e de exposição, bem como o índice de risco costeiro resultante foram calculados com recurso a análise geoespacial e visualizados através de mapas digitais. Ao caracterizar o perigo, os valores do índice mostram variação temporal influenciada pela forte sazonalidade da ocorrência de movimentos de massa, com uma maior frequência de ocorrência nos meses de Inverno. Embora os valores do índice de perigo variem temporalmente e também espacialmente para cada zona de perigo, a extensão das áreas das zonas de perigo só se altera devido a mudanças na altura das falésias. Quanto ao índice de exposição, os dois métodos evidenciam um contraste na forma como a exposição foi caracterizada e como os valores do índice costeiro foram obtidos. Para o método variável no tempo, assume-se que o índice de exposição é o mesmo em toda a praia para cada mês (fixo no espaço), por isso a variação espacial do índice de risco costeiro calculado é reduzida e principalmente determinada pelas mudanças nos valores do índice de perigo. No entanto, a variação mensal do índice de risco costeiro ocorre ao longo de todo o ano. Entretanto, para o método variável no espaço e no tempo, a classe de ocupação é explicitamente determinada a partir de dados espaciais, por isso os valores do índice de exposição variam tanto no tempo quanto no espaço. No entanto, como as fotografias aéreas não estão disponíveis frequentemente, este método depende em grande parte da disponibilidade temporal dos dados espaciais. Finalmente, ao integrar os componentes de perigo e exposição, os valores calculados do índice de risco costeiro sugerem que o nível de risco é predominantemente negligenciável a baixo nos locais de estudo. O método variável no tempo mostra claramente o efeito da sazonalidade nos níveis de risco. Os meses de Verão (Julho e Agosto) são os períodos em que os valores do índice de risco costeiro podem ser geralmente altos em comparação com os meses de Outono/Inverno (Novembro e Dezembro). Entretanto, o método variável no tempo e espaço, como mostrado pelos mapas do índice de risco costeiro, indica que os níveis de risco em algumas áreas das praias geralmente aumentam para moderado e alto devido à alta densidade de ocupação, em parte também por causa da sazonalidade (como indicado para Agosto de 2018 em alguns dos locais de estudo). Além disso, os mapas do índice de risco costeiro demonstram que a concentração de pessoas perto das concessões ou áreas que estão perto das arribas promovem a existência de níveis de risco moderado a alto nestes locais. Isto deve-se ao facto de uma menor largura de praia e menor espaço de acomodação deixarem menos espaço para as pessoas se localizarem mais longe das arribas. Adicionalmente, os utilizadores das praias balneares tendem a ficar em áreas próximas às concessões, equipamentos sanitários e áreas de acesso à praia. Quando estas áreas estão situadas perto das arribas, tornam-se zonas focais de risco. Este estudo demonstra que o uso de uma abordagem baseada em índices é eficaz na caracterização das variações espácio-temporais e na quantificação do perigo, exposição e risco associados a movimentos de massa em arribas costeiras. Os mapas de índice de risco costeiro produzidos revelam zonas de elevado risco nos locais de estudo. Identificar as localizações destas zonas pode ajudar a formular e implementar estratégias de gestão de risco costeiro mais apropriadas para reduzir os níveis de risco. Com base nisto, são propostas várias medidas de adaptação para reduzir o risco, quer reduzindo a exposição (como a relocalização de concessões e infraestruturas de apoio nas praias, ou a implementação de políticas para regular o acesso à praia), quer também reduzindo o impacto dos perigos (como a realização de alimentação de areia para alargar as praias e aumentar as áreas da praias fora das zonas de perigo). Foram identificadas limitações tanto no âmbito como na aplicabilidade da metodologia proposta para calcular os índices de perigo e exposição, particularmente no que diz respeito à dependência desta abordagem da disponibilidade de inventários de movimentos de massa para caracterizar o perigo, bem como dados de ocupação da praia e qualidade dos conjuntos de dados espaciais para quantificar a exposição. No entanto, estas podem ser superadas através da recolha de conjuntos de dados espaciais e da realização de levantamentos terrestres e aéreos complementares. Por fim, considera-se a análise dos índices e a possibilidade de desenvolvimento da metodologia para trabalhos futuros. A investigação da potencial subjetividade dos valores dos índices, testando diferentes métodos de classificação, pode ser realizada para determinar se existem diferenças significativas nos valores calculados do índice de risco costeiro e nos níveis de risco resultantes. Além disso, a aplicação inversa desta metodologia, onde os níveis de risco são simulados dependendo do perigo e de diferentes cenários de ocupação, pode ser útil como uma ferramenta de gestão e planeamento para formular e avaliar uma gama de soluções para a gestão do risco costeiro em praias adjacentes a arribas costeiras.
As arribas costeiras rochosas são formas de relevo dinâmicas que estão constantemente a ser moldadas por processos marinhos e subaéreos. Os seus perfis e evolução dependem de forças de resistência que mantêm a estabilidade das falésias e de forças erosivas que promovem a erosão das arribas. Esta interação de processos e forças resulta em padrões de evolução únicos a que estas formas de relevo estão sujeitas escalas temporais e espaciais diversas e que, quando justaposto a pessoas e propriedades, cria situações de risco que precisam de ser analisadas. Tal é o caso nas costas rochosas do Algarve central, no sul de Portugal, onde o turismo de praia é uma indústria muito importante que atrai pessoas para as praias para variados usos balneares. O afluxo de pessoas que visitam as praias em frente a arribas costeiras cria um risco pela exposição dos utilizadores balneares aos movimentos de massa das arribas adjacentes. Os movimentos de massa em arribas ocorrem frequentemente na região algarvia e, em alguns casos, foram registadas acidentes graves e fatais de utilizadores das praias. As implicações no setor do turismo e a segurança geral da ocorrência de movimentos de massa em arribas têm impulsionado esforços dos gestores costeiros e as autoridades portuguesas na caracterização dos perigos que o público pode enfrentar. Na literatura científica, a compreensão geral dos perigos associados a movimentos de massa em arribas costeiras tem sido extensivamente estudada, e foram propostas e implementadas metodologias de avaliação de risco aplicáveis com objetivos e abordagens variados. No entanto, a maioria destes trabalhos foca-se no perigo da ocupação adjacente aos topos das arribas, e não especificamente da quantificação do nível de risco das pessoas que permanecem nas praias na base das arribas. Este estudo propõe uma metodologia baseada na determinação de um índice para quantificar o nível de risco a que os utilizadores das praias estão sujeitos devido há ocorrência de movimentos de massa nas arribas. A metodologia é aplicada a um conjunto de praias delimitadas por arribas ao longo do litoral do Algarve central. O índice costeiro é definido como a média geométrica dos dois componentes do risco: o índice de perigo e o índice de exposição. O índice de perigo foi calculado a partir da média geométrica da classe de perigo, determinada com base nas zonas de perigo e níveis de segurança definidos com base na literatura publicada, e na distribuição mensal normalizada dos movimentos de massa. Para obter o índice de exposição foram exploradas duas abordagens: (1) método variável no tempo e (2) método variável no tempo e espaço. O primeiro método baseia-se no número médio mensal de utilizadores da praia para os dois locais de estudo onde essa informação estava disponível: Praia do Castelo e Praia da Coelha; enquanto o segundo método se baseia na identificação da densidade de ocupação da praia com recurso a imagens aéreas disponíveis dos locais de estudo. Os índices de perigo e de exposição, bem como o índice de risco costeiro resultante foram calculados com recurso a análise geoespacial e visualizados através de mapas digitais. Ao caracterizar o perigo, os valores do índice mostram variação temporal influenciada pela forte sazonalidade da ocorrência de movimentos de massa, com uma maior frequência de ocorrência nos meses de Inverno. Embora os valores do índice de perigo variem temporalmente e também espacialmente para cada zona de perigo, a extensão das áreas das zonas de perigo só se altera devido a mudanças na altura das falésias. Quanto ao índice de exposição, os dois métodos evidenciam um contraste na forma como a exposição foi caracterizada e como os valores do índice costeiro foram obtidos. Para o método variável no tempo, assume-se que o índice de exposição é o mesmo em toda a praia para cada mês (fixo no espaço), por isso a variação espacial do índice de risco costeiro calculado é reduzida e principalmente determinada pelas mudanças nos valores do índice de perigo. No entanto, a variação mensal do índice de risco costeiro ocorre ao longo de todo o ano. Entretanto, para o método variável no espaço e no tempo, a classe de ocupação é explicitamente determinada a partir de dados espaciais, por isso os valores do índice de exposição variam tanto no tempo quanto no espaço. No entanto, como as fotografias aéreas não estão disponíveis frequentemente, este método depende em grande parte da disponibilidade temporal dos dados espaciais. Finalmente, ao integrar os componentes de perigo e exposição, os valores calculados do índice de risco costeiro sugerem que o nível de risco é predominantemente negligenciável a baixo nos locais de estudo. O método variável no tempo mostra claramente o efeito da sazonalidade nos níveis de risco. Os meses de Verão (Julho e Agosto) são os períodos em que os valores do índice de risco costeiro podem ser geralmente altos em comparação com os meses de Outono/Inverno (Novembro e Dezembro). Entretanto, o método variável no tempo e espaço, como mostrado pelos mapas do índice de risco costeiro, indica que os níveis de risco em algumas áreas das praias geralmente aumentam para moderado e alto devido à alta densidade de ocupação, em parte também por causa da sazonalidade (como indicado para Agosto de 2018 em alguns dos locais de estudo). Além disso, os mapas do índice de risco costeiro demonstram que a concentração de pessoas perto das concessões ou áreas que estão perto das arribas promovem a existência de níveis de risco moderado a alto nestes locais. Isto deve-se ao facto de uma menor largura de praia e menor espaço de acomodação deixarem menos espaço para as pessoas se localizarem mais longe das arribas. Adicionalmente, os utilizadores das praias balneares tendem a ficar em áreas próximas às concessões, equipamentos sanitários e áreas de acesso à praia. Quando estas áreas estão situadas perto das arribas, tornam-se zonas focais de risco. Este estudo demonstra que o uso de uma abordagem baseada em índices é eficaz na caracterização das variações espácio-temporais e na quantificação do perigo, exposição e risco associados a movimentos de massa em arribas costeiras. Os mapas de índice de risco costeiro produzidos revelam zonas de elevado risco nos locais de estudo. Identificar as localizações destas zonas pode ajudar a formular e implementar estratégias de gestão de risco costeiro mais apropriadas para reduzir os níveis de risco. Com base nisto, são propostas várias medidas de adaptação para reduzir o risco, quer reduzindo a exposição (como a relocalização de concessões e infraestruturas de apoio nas praias, ou a implementação de políticas para regular o acesso à praia), quer também reduzindo o impacto dos perigos (como a realização de alimentação de areia para alargar as praias e aumentar as áreas da praias fora das zonas de perigo). Foram identificadas limitações tanto no âmbito como na aplicabilidade da metodologia proposta para calcular os índices de perigo e exposição, particularmente no que diz respeito à dependência desta abordagem da disponibilidade de inventários de movimentos de massa para caracterizar o perigo, bem como dados de ocupação da praia e qualidade dos conjuntos de dados espaciais para quantificar a exposição. No entanto, estas podem ser superadas através da recolha de conjuntos de dados espaciais e da realização de levantamentos terrestres e aéreos complementares. Por fim, considera-se a análise dos índices e a possibilidade de desenvolvimento da metodologia para trabalhos futuros. A investigação da potencial subjetividade dos valores dos índices, testando diferentes métodos de classificação, pode ser realizada para determinar se existem diferenças significativas nos valores calculados do índice de risco costeiro e nos níveis de risco resultantes. Além disso, a aplicação inversa desta metodologia, onde os níveis de risco são simulados dependendo do perigo e de diferentes cenários de ocupação, pode ser útil como uma ferramenta de gestão e planeamento para formular e avaliar uma gama de soluções para a gestão do risco costeiro em praias adjacentes a arribas costeiras.
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Exposição Arribas rochosas Movimentos de massa Perigo Praias