Revista de Gestão Costeira Integrada
Volume 10, Número 2, Junho 2010, Páginas 179-199

DOI: 10.5894/rgci176
* Submissão – 21 Outubro 2009; Avaliação – 12 Dezembro 2009; Recepção da versão revista – 9 Maio 2010; Disponibilização on-line – 20 Maio 2010

Variação da linha de costa e balanço sedimentar de longo período em praias sob risco muito alto de erosão do município de Caraguatatuba (Litoral Norte de São Paulo, Brasil) *

Long-term shoreline changes and sedimentary budget in beaches under very high risk of erosion in Caraguatatuba County (São Paulo Northern Coast, Brazil)

Celia Regina de G Souza ^{@, 1, 2}, G. da C. Luna ³

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@ - Autor corrspondente: celiagouveia@gmail.com
1 - Instituto Geológico-SMA/SP, Setor de Geologia Aplicada e Ambiental, Av. Miguel Stéfano, 3900. São Paulo, Brasil.
2 - Universidade de São Paulo - Programa de Pós-Graduação do Departamento de Geografia Física da FFLCH.
3 - Geojá Mapas Digitais S.A., Av. Luiz Dumont Villares, 2078. São Paulo, Brasil

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RESUMO
No município de Caraguatatuba 60% das praias arenosas encontram-se sob risco muito alto de erosão. Essa classificação de risco é baseada na presença de onze tipos de indicadores de erosão costeira monitorados nas praias do Estado de São Paulo desde a década de 1990. Entre eles está a retrogradação da linha de costa nas últimas décadas. O objetivo deste artigo é apresentar os resultados obtidos a partir de trabalhos de geoprocessamento realizados em duas praias de Caraguatatuba, as praias de Massaguaçu e Tabatinga, ambas sob risco muito alto de erosão costeira e que evidenciaram preliminarmente a ocorrência de retrogradação em escala decadal. Foram efetuados cálculos das taxas de variação da linha de costa e do balanço sedimentar dessas praias nas últimas quatro décadas a partir de fotografias aéreas de 1962, 1977 e 2001. Os cálculos das taxas de variação da linha de costa (polígono praial) foram efetuados através dos métodos do ponto de terminação ou End Point Rate (EPR) e das suas médias ou Average of EPRs (AEPR). A delimitação dos polígonos praiais foi feita com base nos seguintes limites: superior - linha de vegetação permanente na planície costeira ou estruturas construídas pelo homem; inferior - linha d’água mais alta ou limite entre área úmida/área seca. Os resultados mostraram que a Praia de Massaguaçu apresentou recuo progressivo em quase todos os transectos, com as maiores taxas de retrogradação no trecho central da praia, o que tem resultado na destruição contínua de parte da rodovia BR-101. A taxa de retrogradação média para toda a praia foi da ordem de 0,23 m/ano, com redução em área de 30% e evasão de aproximadamente 488.000 m3 de sedimentos. Na Praia de Tabatinga, por sua vez, os resultados brutos sugerem uma tendência de balanço sedimentar em equilíbrio, evidenciado por irrisória progradação média do polígono praial da ordem de 0,02 m/ano e aumentos em área de 0,05% e em volume de 124 m3. No entanto, alguns indicadores de erosão costeira presentes nesta praia sugerem tendências retrogradacionais de longo período, muito além dos fenômenos de curto e médio período identificados. As causas da erosão em ambas as praias são explicadas principalmente por processos naturais como a elevação do nível do mar (longo período) e variações na dinâmica de circulação costeira, incluindo inversões nas células de deriva litorânea e o fenômeno da rotação praial (curto e médio período). Não foram observadas intervenções antrópicas diretas nessas praias capazes de explicar, por si só, a erosão observada. Entretanto, sabe-se que práticas como a retirada de areia das praias e construções sobre a pós-praia podem aumentar os processos naturais em curso. Estudos como este são imprescindíveis para a gestão da orla marítima, principalmente no contexto atual de elevação do nível do mar e mudanças climáticas, pois poderão orientar ações futuras em curto, médio e longo prazo, que visem a mitigação da erosão e/ou recuperação das praias, além de subsidiar instrumentos normativos que promovam programas de conservação das praias do Litoral Norte paulista.

Palavras-Chave: variação da linha de costa, balanço sedimentar, praias arenosas, fotografias aéreas, Caraguatatuba.

ABSTRACT
Shoreline recession in the last few decades is one among the eleven indicators of coastal erosion that have been monitored in the São Paulo state sandy beaches since the nineties. According to the coastal erosion risk assessment has established to these beaches, which is based on the number of these indicators and their perceptual distribution along the beaches, about 22% of the São Paulo beaches are under very high risk. Caraguatatuba County, located at São Paulo Northern coast, has 60% of its sandy beaches under very high risk of erosion. This paper presents the historical shoreline change rates and the net sedimentary budget estimated for two beaches of Caraguatatuba County (Massaguaçu and Tabatinga beaches), both under very high risk of erosion. Geoprocessing works were carried out at aerial photographs from 1962 (most ancient available, original scale 1:25.000), 1977 (original scale 1:45.000) and 2001 (georeferenced digital ortophotos, original scale 1:15.000). Beach polygonal (shoreline) boundaries were drowned according to the follow limits: superior limit – it corresponds to the permanent vegetation line on the coastal plain or some manmade structure such as gardens, walls, sidewalks etc.; inferior limit – it is marked by the high water line, or the limit between wet and drought zones. Shoreline change rates were controlled through perpendicular to the shoreline equidistant transects, which locations coincided to the monitored beach profiles sites so as possible. Methods of End Point Rate (difference between beach width values in each transect for each reference period: 1962-1977, 1977-2001, and 1962-2001) and Average End Point (arithmetic average of EPRs calculated to the set of years) were applied in order to calculate shoreline change rates through the time. Besides, beach areas changes, as well as total average of EPRs and AEPRs were also estimated. Recession or progradation rates were calculated on basis on the average of AEPRs and the entire period of observation (39 years). Values of beach width standard deviation were utilized to refer to the Beach Variability Index, which indicates the trends of the beach through the time, and gives interpretations concerned the causes of beach recession or progradation, including natural processes and/or anthropogenic origins. Net sedimentary budget results from the difference between annual volume values obtained in 2001 and 1962. Annual volume refers to the product between beach area (calculated for 1962 and 2001) and mean beach height (average of heights obtained in previous beach profile monitoring carried out between 1992 and 2003). Interesting processes acting in short- (months to years), medium- (decadal) and long-term (two or more decades) periods could be identified. Massaguaçu beach showed a progressive recession along the entire beach, although the largest rates occur at its central-southern sector, what has been leading to a continuous destruction of a BR-101 highway stretch. The mean recession rate is about 0.23 m/y for the last four decades, resulting in reduction of 30% in area and an escape of around 488.000 m3 of sands. Tabatinga beach showed numerical results indicating that beach area have increased 0.05% and volume have increasing 124 m3, then showing a sedimentary budget in balance, or a small progradation rate of about 0.02 m/y. However, the presence of some coastal erosion indicators seems to indicate that there has been acting a long-term recession trend. The most important causes of erosion in both beaches are sea-level rise (long-term) and changes in coastal circulation dynamics (short- and medium-terms), including reversions in longshore drift cells and even beach rotation. Anthropogenic interventions on the beaches could not explain the erosional processes observed. However, it is known that sand beach mining and construction of hard structures on the beach augment the ongoing natural processes. Finally, considering the current context of sea-level rise and climatic changes, such studies are indispensible for the shoreline management, once results could orientate short-, medium- and long-term actions in order to mitigate the erosional processes and/or to recuperate beaches. Besides, they could be useful tools in normative instruments for promoting a beach conservation regional program.

Keywords: shoreline changes, sedimentary budget, sandy beaches, aerial photographs, Caraguatatuba County.

 

Anders, F.J. & Byrnes, M.R. (1991) - Accuracy of shoreline change rates as determined from maps and aerial photographs. Shore and Beach, 59(1):17-26.

Boak, E.H. & Turner, I.L. (2005) - Shoreline definition and detection: a review. Journal of Coastal Research, 21(4):688-703.

Bruun, P. (1962) - Sea level, rise as a cause of shore erosion. Journal of Waterways and Harbor Division, 88:117-130.

Byrnes, M.R., Crowell, M. & Fowler, C. (eds.) (2003) - Shoreline Mapping and Change Analysis: Technical Considerations and Management Implications. Journal of Coastal Research, SI 38, 215p.

Camfield, F.E. & Morang, A. (1996) - Defining and interpreting shoreline change. Ocean & Coastal Management, 32(2):129-151.

Calliari, L.J., Spereanski, N. & Boukareva, I. (1998) - Stable focus of wave rays as a reason of local erosion at the Southern Brazilian coast. Journal of Coastal Research, 26:19-23.

Crowell, M., Leatherman, S.P. & Buckley, M.K. (1991) - Historical shoreline changes: error analysis and mapping accuracy. Journal of Coastal Research, 7(3):839-852.

Davidson-Arnott, R.G.D. (2005) - Conceptual model of the effects of sea level rise on sandy coasts. Journal of Coastal Research, 21(6):1166-1172.

Dias, G.P. (2005) - Tecnologias digitais de geoprocessamento no suporte à análise espaço-temporal em ambiente costeiro. 224p., Tese de Doutorado, Universidade Estadual Fluminense, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

Dolan, R., Hayden, B.P., May, P. & May, S. (1980) - The reliability of shoreline change measurements from aerial photographs. Shore and Beach, 48(4):22-29.

Dolan, R., Fenster, M.S. & Holme, S.T. (1991) - Temporal analysis of shoreline recession and accretion. Journal of Coastal Research, 7(3):723-744.

Douglas, B.C. & Crowell, M. (2000) - Long-term shoreline position prediction and error propagation. Journal of Coastal Research, 16(1):145-152.

Esteves, L.S., Williams, J.J., Nock, A. & Lymbery, G0. (2009) - Quantifying shoreline changes along the Sefton coast (UK) and the implications for research-informed coastal management. Journal of Coastal Research, SI56(I):602-606.

Fenster, M.S., Dolan, R. & Morton, R.A. (2001) - Coastal storms and shoreline change: signal or noise? Journal of Coastal Research, 17(3):714-720.

Honeycutt, M.G., Crowell, M. & Douglas, B.C. (2001) - Shoreline-position forecasting: impact of storms, rate-calculation methodologies, and temporal scales. Journal of Coastal Research, 17(3):721-730.

International Panel on Climate Changes - IPCC (2007) - Summary for Policymakers. In: Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z.enhen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor & H.L. Miller (eds.). Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 18p.,Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. (disponível em http://www.ipcc.ch).

Klein, A.H.F. & Benedet Filho, L., Schumacher, D.H. (2002) - Short-Term Beach rotation processes in distinct headland bay beaches systems. Journal of Coastal Research, 18(3):442-458.

Mesquita, A.R. (2003) - Sea-level variations along the Brazilian coast: a short review. Journal of Coastal Research, SI35:21-31.

Moore, L.J. (2000) - Shoreline mapping techniques. Journal of Coastal Research, 16(1): 116-124.

Muehe, D. (org.) (2006) - Erosão e Progradação do Litoral Brasileiro. 476p., Ministério do Meio Ambiente, Brasília, DF, Brasil. (ISBN 85-7738-028-9)

Short, A.D & Masselink, G. (1999) - Embayed and structurally controlled beaches. In: Short, A.D. (ed.) Handbook of Beach and Shoreface Morphodynamics, p. 230-249. John Wiley & Sons, Hoboken, NJ, USA (ISBN 978-0-471-96570-1).

Souza, C.R. de G. (1990) - Considerações sobre os Processos Sedimentares Pretéritos e Atuais na Região de Caraguatatuba, Litoral Norte do Estado de São Paulo. 314p., Dissertação de Mestrado, Instituto Oceanográfico, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil.

Souza, C.R. de G. (1997) - As Células de Deriva Litorânea e a Erosão nas Praias do Estado de São Paulo. 2 volumes, Tese de Doutorado, Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil.

Souza, C.R. de G. (coord.) (2005) - 4º Relatório Científico do Projeto SIIGAL, Fase II. “Sistema Integrador de Informações Geoambientais para o Litoral do Estado de São Paulo, Aplicado ao Gerenciamento Costeiro”. Instituto Geológico, Secretaria de Meio Ambiente do Estado de São Paulo, 199p. São Paulo, SP, Brasil (não publicado).

Souza, C.R. de G. (2007a) - Atualização do mapa de risco à erosão costeira para o Estado de São Paulo. Anais do XI Congresso da Associação Brasileira de Estudos do Quaternário– ABEQUA, CD-ROM. Belém, PA, Brasil.

Souza, C.R. de G. (2007b) - Determination of net shore-drift cells based on textural and morphological gradations along foreshore of sandy beaches. Journal of Coastal Research, SI50:620-625.

Souza, C.R. de G. (2008) - Erosão na Praia do Gonzaguinha-Milionários (São Vicente, SP): Causas e Projeções. Anais do VII Simpósio Nacional de Geomorfologia e II Encontro Latino-Americano de Geomorfologia, CD-ROM. Belo Horizonte, MG, Brasil.

Souza, C.R. de G. (2009a) - A Erosão nas Praias do Estado São Paulo: Causas, Conseqüências, Indicadores de Monitoramento e Risco. In: Bononi, V.L.R., Santos Junior, N.A. (Org.), Memórias do Conselho Cientifico da Secretaria do Meio Ambiente: A Síntese de Um Ano de Conhecimento Acumulado, pp.48-69, Instituto de Botânica – Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil. (ISBN 978-85-7523-025-1).

Souza, C.R. de G. (2009b) - A erosão costeira e os desafios da gestão costeira no Brasil. Revista de Gestão Costeira Integrada, 9(1):17-37 (disponível em http://www.aprh.pt/rgci/revista9f1.html).

Souza, C.R. de G. (2010) – Impactos das mudanças climáticas no litoral do Estado de São Paulo (sudeste do Brasil). Anais do VI Seminário Latino-Americano e II Seminário Íbero-Americano de Geografia Física, CD-ROM. Coimbra, Portugal.

Souza, C.R. de G. & Alfredine, P. (2000) - Excursion Route along the State of São Paulo (SP). In: SOUZA, C.R. de G. et al. (eds.) Coastal Ecosystems of the Rio de Janeiro, São Paulo and Paraná States and some Environmental Impacts due to their Use and Occupation - Field Trip Guide of 31st Geological International Congress, Part II, p. 13-57. Rio de Janeiro. RJ, Brasil.

Souza C.R. de G. & Barbosa, F.O. (2007) - Taxas de recuo da Praia do Gonzaguinha (São Vicente-SP) no período de 1962 a 2001, baseadas em fotografias aéreas. Anais do XI Congresso da Associação Brasileira de Estudos do Quaternário–ABEQUA, CD-ROM, Belém, PA, Brasil.

Souza C.R. de G. & Luna, G.C. (2009) - Taxas de retrogradação e balanço sedimentar em praias sob risco muito alto de erosão no município de Ubatuba (Litoral Norte de São Paulo). Quaternary and Environmental Geosciences, 1(1):25-41. ISSN: 2176-6142 (revista eletrônica - http://ojs.c3sl.ufpr.br/ojs2/index.php/abequa/issue/view/
814).

Souza, C.R. de G. & Suguio, K. (1996) - Coastal erosion and beach morphodynamics along the state of São Paulo (SE Brazil). Anais da Academia Brasileira de Ciências, 68:405-424.

Souza, C.R. de G. & Suguio, K. (2003) - The coastal erosion risk zoning and the São Paulo state plan for coastal management. Journal of Coastal Research, SI35:530-592.

Souza, C.R. de G., Souza Filho, P.W.M., Esteves, SL., Vital, H., Dillenburg, S.R., Patchineelam, S.M. & Addad, J.E. (2005) - Praias Arenosas e Erosão Costeira. In: Souza, C.R. de G. et al. (eds.), Quaternário do Brasil, pp.130-152, Holos Editora, Ribeirão Preto, SP, Brasil. (ISBN 85-86699-47-0)

 

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