Journal of Integrated Coastal Zone Management

Remote sensing approaches for land use/land cover change in coastal areas and oceanic islands: an open science-based systematic review

Rafaela Tiengo — 2024-03-13

In the current climate change context, detecting and monitoring relevant land use/land cover (LULC) changes in insular and coastal areas is critical as soon as they occur. This research consists of a systematic literature review of open-access articles from January 2010 to June 2022, based on several parameters, namely year of publication, journals, geographic location of the study area, time range of the studies, data source, data type, sensors, remote sensing-based approach, data processing algorithms, accuracy assessment approach, software, spatial resolution and temporal resolution, using the Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-analyses (PRISMA) declaration as a guideline. The results revealed that the years 2020 and 2021 showed the highest number of studies published, namely 33 for each year (20%). The continent with more case studies was Asia (48%), with China being the more productive country in this field (23%). The most analyzed time range was superior to 20 years (37% of the studies). Satellite imagery was the most applied data source (77%), followed by relevant historical data (e.g., land cover maps). The multispectral data was used in 77% of the studies, and the Landsat Mission represents three from five of the most used sensors. Normalized Difference Vegetation Index was the most applied remote sensing-based approach (10%), and the Maximum Likelihood Classifier Algorithm was the most widely used data processing algorithm (10%). The Overall Accuracy is the most applied accuracy assessment approach used in 85 papers (51%). The most popular software used was ArcGIS©, mentioned in 30% of the papers. Many articles used a 30-meter spatial resolution (69%), and higher resolutions completed the top 5 approaches. Regarding temporal resolution, most studies used a 16-day span (54%), and the top 5 used less than a 16-day time. This study contributes to perceiving the main current approaches for monitoring LULC changes in insular and coastal environments to identify research gaps for future developments.

Influência da hidrodinâmica e dinâmica sedimentar da baía do Espírito Santo na variabilidade do padrão de assoreamento no porto de Tubarão, Brasil

Rafael Carvalho Neves Rafael — 2024-03-13

Tendo em vista a importância das vias navegáveis e portos brasileiros para o comércio exterior do país, além da crescente demanda por melhoria da infraestrutura portuária para aumento da competitividade do Brasil perante o mundo, o presente artigo tem como objetivo principal avaliar o processo de assoreamento no Porto de Tubarão, Vitória-ES. Por ser um dos portos mais importantes do Brasil e realizar dragagens de manutenção periódicas para manter a sua área marítima navegável, o entendimento da dinâmica sedimentar da região é fundamental para o correto planejamento de obras de dragagem e discussões sobre segurança da navegação na região. A partir da análise integrada de dados históricos de pluviometria de Vitória-ES, vazão do rio Santa Maria da Vitória, hidrodinâmicos e sedimentares da Baia de Vitória (BV) e Baía do Espírito Santo (BES), bem como avaliação da evolução batimétrica entre 2015 e 2018 no Porto de Tubarão, foi possível identificar o fluxo resultante da BV para a BES como a principal fonte de material sedimentar na região. Durante o período de baixa pluviosidade, entre junho de 2015 e abril de 2017, houve uma menor taxa de assoreamento na área do porto (0,02 m/ano) decorrente do pequeno aporte de material sedimentar da BV e região costeira adjacente, enquanto entre maio de 2017 e abril de 2018, foi observada a maior taxa de assoreamento na área do porto (0,35 m/ano) em função da maior pluviosidade e atuação de correntes resultantes preferencialmente para NE/E na BES, associadas à elevação da frequência da incidência de ondas de SE/S. Os resultados e as discussões apresentadas nesse estudo evidenciam a importância do monitoramento e avaliação contínua dos parâmetros meteo-oceanográficos e batimétrica como base para o entendimento da complexa dinâmica sedimentar observada nas regiões portuárias.

Proveniência dos sedimentos finos para o porto de Tubarão, Brasil

Rafael Carvalho Neves Rafael — 2024-03-13

Em decorrência a importância das vias navegáveis e portos brasileiros para o comércio exterior do país, além da crescente demanda por melhoria da infraestrutura portuária para aumento da competitividade do Brasil perante o mundo, o presente artigo tem como objetivo principal avaliar o processo de assoreamento no Porto de Tubarão, Vitória-ES. Por realizar dragagens de manutenção periódicas para manter a sua área marítima navegável, esse porto necessita de um aprimoramento no entendimento da dinâmica sedimentar da região, de modo a fornecer embasamento científico para discussões como planejamento de obras de dragagem e segurança da navegação. Os resultados sedimentológicos e geoquímicos das 91 amostras de sedimento superficial coletadas na BES e adjacências passaram por análises de agrupamento de observações (cluster analysis) com separação das amostras em 4 grupos estatisticamente diferentes. Os elevados teores de MO, COT, NT e e Razão C/N observados em grande parte da BV e Canal da Passagem (CP) sugerem o predomínio de sedimento terrígeno altamente antropizado na região. Na BES, grande parte do sedimento encontrado na porção interna da baia perto da Praia de Camburi fica restrita nessa região devido atuação do alto-fundo, presente na porção central da BES, como um obstáculo para a efetiva troca de sedimento entre as áreas mais interna e externa da baia. Na porção central e externa da BES, há uma clara mistura entre o sedimento terrígeno, oriundo da BV, e marinho. Os elevados valores de COT e NT presentes no sedimento lamoso dentro do canal do Porto de Tubarão também sugerem a contribuição da MO e material fino advinda da BV no canal do porto. Os resultados e as discussões apresentadas nesse estudo evidenciam a importância do monitoramento contínuo dos parâmetros meteo-oceanográficos e de qualidade do sedimento como base para o entendimento da complexa dinâmica sedimentar observada nas regiões portuárias.

Mixing Process Evaluation Due to Sea Level Rise in Babitonga bay, Brazil

Cynara da Nobrega Cunha — 2024-03-13

The Babitonga bay, located in the state of Santa Catarina, Brazil, is an estuarine system of great social and economic importance, that can be highly affected by climate changes effects. These effects include the water level increasing due to Sea Level Rise (SLR) that can be impact the circulation of the bay. In this work, effects in the circulation and mixing processes in the Babitonga bay due to SLR are evaluated. The Water Renewal Rate (WRR) and the Water Age (WA) are used as indicators for the evaluation of the effects. A hydrodynamic model was calibrated and validated for the year 2019, taken as a baseline scenario, and two representative scenarios of SLR due climate change, defined by the Inter-Governmental Panel for Climate Change (IPCC), for the year 2100, were analyzed. WRR and WA were calculated for the Summer and Winter periods for the year 2019, and also for four different projected scenarios for the year 2100. The renovation process is more efficient in the Summer because of the influence of the freshwater discharge. The results showed a reduction in the WRR for the year 2100, and, consequently, an increase in the WA, using the 2019 as the comparison scenario.

Análise da viabilidade técnica-econômica das estruturas de contenção à erosão costeira

Emanoel Silva de Amorim — 2024-03-13

O crescimento desordenado e sem planejamento de grandes centros urbanos tende a agravar o processo de erosão costeira, tornando-se um problema que vem impactando cerca de 40% da população mundial que vive em áreas litorâneas. Neste cenário, a gestão costeira integrada surgiu com a função de tomada de decisões e ações voltadas para o desenvolvimento, uso sustentável e proteção das áreas costeiras. A gestão costeira integrada é constituída de duas medidas de proteção, sendo: medidas de prevenção e as medidas mitigadoras, que englobam as construções de estruturas rígidas na faixa litorânea com o objetivo de estabilizar a linha de costa na tentativa de minimizar os impactos de ondas de alta energia. Para definição das estruturas de contenção, deve considerar fatores como as características do solo, complexidade da execução, análise de custos, entre outros. Contudo, na literatura, existe uma escassez de pesquisas que auxiliem no processo de escolha das soluções. Desta forma, o presente trabalho tem por objetivo realizar uma análise comparativa entre as principais estruturas de contenção, avaliando indicadores e aspectos ligados à viabilidade técnico-econômica. Para isso, foram avaliadas as estruturas de contenção à erosão costeira: bagwall, big bag (com coqueiros), enrocamento, espigão, engorda de praia e betonbloc. Foram compilados 05 (cinco) indicadores ligados à viabilidade técnica e econômica das estruturas de contenção à erosão costeira, sendo eles: processo construtivo, eficiência do uso, impactos socioambientais, durabilidade e custo. Como resultados obtidos foi o diagnosticado que o big bag possui o preço por metro linear mais baixo que os demais (2.400,00 m/R$), contudo, quanto a durabilidade, enrocamento, espigão e betonbloc possuem baixo custo de manutenção, longo prazo para realização de manutenção preventiva e longa vida útil. Por fim, a presente pesquisa apresenta as particularidades de cada solução existente, constituindo um material facilitador do processo decisório de gestores e projetistas.

Coastal zones: ports and sediment dynamics

Francisco Taveira Pinto — 2024-03-13