Máster en Técnicas de Gestión del Medio Ambiente y el
Territorio
Análisis de la línea de costa y su
relación con los parám...
Resumen
Las playas son espacios naturales frágiles de gran importancia socioeconómica. El ser
humano condiciona con sus ac...
Abstract
Beaches are fragile natural areas with great socio-economic importance. Human acts
define the evolution of the co...
Índice
1. Introducción.......................................................................................................
4.2 Granulometrías del sedimento de las playas......................................................... 37
4.2.1 Muestreo....
Anexos.......................................................................................................................
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Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor
1.Introducción
1.1 Imp...
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Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor
No obstante, las alter...
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Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor
1.2 Utilidad del análi...
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Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor
1.3 Alternativas exist...
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sistema de navegación ...
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construcciones, por ca...
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A nivel morfosedimenta...
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Zona 5 - Piles
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3.2 Factores que infl...
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En la zona del golfo ...
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3.2.2 Actuaciones ant...
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4.Metodología
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La metodología propue...
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Para comprobarlo se c...
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4.3.4 Preparación del...
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"Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de La Safor"
Autor: Carlos Cabezas
Ganador VIII Edición de los Premios Padre Tosca Cartografía y territorio
Institut Cartogràfic Valencià (ICV)
Febrero 2016

Publicado en: Tecnología
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Analisis de la linea de costa y su relacion con los parametros morfologicos en playas de la safor por carlos cabezas

  1. 1. Máster en Técnicas de Gestión del Medio Ambiente y el Territorio Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Carlos Cabezas Rabadán Tutor: Dr. Josep Eliseu Pardo Pascual 2014 – 2015
  2. 2. Resumen Las playas son espacios naturales frágiles de gran importancia socioeconómica. El ser humano condiciona con sus acciones el comportamiento de la costa, la cual se encuentra en muchos lugares amenazada por procesos erosivos que conducen al estrechamiento e incluso desaparición de las playas, afectando a la actividad turística y de ocio que en ellas se desarrolla. La metodología seguida para obtener la posición de la línea de costa a partir de imágenes Landsat cuenta con un elevado grado de precisión y automatización, permitiendo analizar posteriormente con ayuda de herramientas SIG la evolución seguida por las playas, esencial para poder llevar a cabo una gestión integrada y adecuada de las zonas costeras. Al mismo tiempo se intentó comprobar la existencia de relaciones entre la variación de la línea de costa a lo largo de un año y las características morfológicas de la playa. Se determinó la existencia de relaciones entre la variación de la costa, la pendiente de la playa y la textura de sus sedimentos. La obtención de la posición de la línea de costa permite por tanto no solo conocer los patrones evolutivos de las playas, sino también estimar algunas de sus características morfológicas como la textura y la pendiente. Palabras Clave: Extracción de la línea de costa, evolución de la línea de costa, procesos costeros, gestión de playas, herramientas SIG, imágenes Landsat
  3. 3. Abstract Beaches are fragile natural areas with great socio-economic importance. Human acts define the evolution of the coast, which in several cases is endangered by erosion processes. The processes lead to diminishment or even disappearing of the beaches, affecting tourism and leisure activities taking place in the given area. The methodology used to obtain the position of the coastline from Landsat images works with high level of accuracy and automatization allowing later analysis of the evolution of the beach with help of GIS tools, which is essential for consistent and adequate coastal zone management. Simultaneously, we wanted to verify the existence of relations between annual changes of the coastline and the morphologic characteristics of the beach. The conclusion was that there is an existing relation between changes in the shoreline position, slope of the beach and the texture of its sediments. Obtaining the position of the coastline therefore allows us not only to study the evolutionary patterns of the beaches, but also to estimate some of their morphological characteristics such as texture and slope. Keywords: Coastline extraction, shoreline evolution, coastal processes, beach management, GIS tools, Landsat images.
  4. 4. Índice 1. Introducción.............................................................................................................. 1 1.1 Importancia de las playas................................................................................... 1 1.2 Utilidad del análisis de la línea de costa............................................................ 3 1.3 Alternativas existentes ....................................................................................... 4 1.4 Extracción de la línea de costa con precisión subpíxel a partir de imágenes Landsat TM .................................................................................................................. 5 2. Objetivos................................................................................................................... 6 3. Zona de estudio......................................................................................................... 7 3.1 Segmentos de playa estudiados.......................................................................... 8 Zona 4 - Gandia........................................................................................................ 9 Zona 5 - Piles.......................................................................................................... 10 Zona 6 - Oliva......................................................................................................... 10 3.2 Factores que influyen en el régimen sedimentario del litoral............................... 11 3.2.1 Agentes naturales...................................................................................... 11 3.2.2 Actuaciones antrópicas............................................................................. 15 4. Metodología............................................................................................................ 21 4.1 Realización de las tareas del trabajo ................................................................ 21 4.2 Software empleado .......................................................................................... 21 4.3 Extracción y análisis de la línea de costa......................................................... 22 4.3.1 Extracción de los puntos de la línea de costa a partir de imágenes Landsat. …………………………………………………………………………...22 4.3.2 Obtención de las líneas de costa. Paso de puntos a líneas........................ 25 4.3.3 Influencia del número de líneas registrado en cada año en el análisis ..... 28 4.3.4 Preparación del análisis de las líneas de costa en DSAS. Construcción de la línea base y de los transectos.................................................................................. 30 4.3.5 Filtrado y eliminación de errores............................................................. 33 4.3.6 Cálculo de resultados estadísticos mediante DSAS ................................. 34
  5. 5. 4.2 Granulometrías del sedimento de las playas......................................................... 37 4.2.1 Muestreo........................................................................................................ 38 4.2.2 Procesado de las muestras ............................................................................. 38 4.2.3 Estudio de los resultados ............................................................................... 40 4.3 Cálculo de las pendientes de las playas................................................................ 41 5. Resultados............................................................................................................... 44 5.1 Evolución de las líneas de costa ...................................................................... 44 5.1.1 Cambios interanuales. Evolución de las líneas de costa a largo plazo..... 44 5.1.2 Cambios intranuales. Variación de las líneas de costa durante un año. ... 54 5.2 Sedimentología..................................................................................................... 57 5.3 Cálculo de la pendiente de las playas ................................................................... 62 6. Discusión ................................................................................................................ 64 6.1 Análisis de la evolución de las líneas de costa..................................................... 64 Zona 4 - Gandia...................................................................................................... 64 Zona 5 - Piles.......................................................................................................... 65 Zona 6 - Oliva......................................................................................................... 66 Análisis conjunto.................................................................................................... 67 6.2 Análisis sedimentológico...................................................................................... 71 6.3 Análisis de la relación entre las desviaciones estándar anuales de las líneas de costa y las características morfológicas de las playas.......................................................... 72 6.3.1 Relación entre la pendiente de las playas y la variación intranual de la línea de costa …………………………………………………………………………...73 6.3.2 Relación entre la textura de las playas y la variación intranual de la línea de costa …………………………………………………………………………...74 7. Conclusiones y recomendaciones........................................................................... 77 Bibliografía..................................................................................................................... 79
  6. 6. Anexos............................................................................................................................ 83 Anexo I – Datos referentes a las zonas 1, 2 y 3.......................................................... 83 1 - Zona de estudio ................................................................................................. 84 2 – Actuaciones y movimientos de arena............................................................... 86 3 – Evolución de la línea de costa .......................................................................... 87 4 – Sedimentología................................................................................................. 94 5 – Pendiente del frente de playa............................................................................ 95 Anexo II – Información adicional .............................................................................. 96 Anexo III - Parámetros estadísticos DSAS............................................................... 100 Bibliografía de los anexos ........................................................................................ 102 Agradecimientos........................................................................................................... 103 Currículum Vitae.......................................................................................................... 104 Listado de acrónimos DGPS - Differential Global Positioning System DSAS - Digital Shoreline Analysis System EPR - End Point Rate GIZC – Gestión Integral de Zonas Costeras GPS - Global Positioning System LIDAR - Light Detection And Ranging LMS - Least Median of Squares LRR - Linear Regression Rate MDE – Modelo digital de elevaciones NSM - Net Shoreline Movement (NSM), PNOA - Plan Nacional de Ortofotografía Aérea SCE - Shoreline Change Envelope SIG o GIS – Sistema de Información Geográfica
  7. 7. 1 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor 1.Introducción 1.1 Importancia de las playas Las playas son espacios con una gran importancia a nivel global asociada al turismo, debido al impacto económico que generan al constituir un foco para el desarrollo de una actividad turística fundamentada en el atractivo de las playas y la existencia de un clima suave (Yepes y Medina, 2005). En este sentido, España constituye según la Organización Mundial del Turismo uno de los destinos turísticos más populares (OMT, 2012), alcanzando los 57,7 millones de visitantes internacionales, motivados en gran medida por las ofertas de turismo de masas de “sol y playa” (Yepes y Medina, 2005; Obiol y Pitarch, 2011). En zonas como el litoral de Valencia resulta evidente la importancia que tiene el aprovechamiento de las playas por parte de este sector, hasta llegar a ser el producto económico más importante de la región (Yepes y Medina, 2005), generando el 13% del PIB (Cámara de comercio de Valencia, 2011). El turismo debe ser considerado como una actividad económica, asociada a zonas costeras que gozan de buen clima, que genera presión sobre el medio, donde las playas, espacios naturales de gran fragilidad, constituyen un recurso limitante (Yepes y Medina, 2005). La actividad turística también ha dado lugar a modificaciones importantes a nivel socioeconómico al desplazar a otras actividades primarias tradicionales, y a nivel territorial al motivar la expansión urbanística que el litoral valenciano ha sufrido desde los años 60 (Obiol y Pitarch, 2011; Obiol, 2003; Brocal et al., 2001, generando un modelo territorial y turístico donde el cuidado del entorno constituye una preocupación secundaria (Obiol y Pitarch, 2011). En este sentido se pueden destacar actuaciones de crecimiento urbano que han tenido un efecto directo sobre el frente costero degradándolo y alterando la interacción en el sistema playa-duna, como por ejemplo la construcción de edificaciones sobre cordones dunares, inmovilizando o eliminando la arena que en ellos se encontraba, y reduciendo la disponibilidad de sedimento en las playas, lo que en muchos casos se traduce en patrones erosivos que llegan a poner en riesgo el mantenimiento de las playas.
  8. 8. 2 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor No obstante, las alteraciones antrópicas incluyen una gran diversidad de acciones tales como la disminución de entrada de sedimentos al sistema costero por actuaciones sobre la red fluvial, así como la construcción de diferentes tipos de obras duras en recintos portuarios, desembocaduras de ríos, e incluso con el objetivo de conservar playas, lo cual se traduce en la mayoría de las ocasiones en un freno al transporte longitudinal de los sedimentos, agravando el problema erosivo. Todo esto conduce a un escenario en el que la mayoría de las playas del Golfo de Valencia sufren procesos de erosión o acreción inducidos por construcciones humanas o una gestión del espacio litoral inadecuadas (Serra y Medina, 1996). En numerosas playas encontramos situaciones graves de inestabilidad, con importantes costes ambientales, económicos y sociales. La fragilidad de estas áreas viene dada no únicamente por la presión que el ser humano aplica sobre ellas, sino también por la vulnerabilidad que presentan ante un escenario de ascenso del nivel del mar (IPCC Working Group II, 2014), constituyendo una preocupación global ante este tipo de amenazas. Dada la gran importancia y la fragilidad de los espacios costeros, se vuelve indispensable alcanzar una gestión adecuada, que considere a estas zonas como un sistema multidimensional, donde se producen interacciones entre sistemas naturales (como la biota, los sedimentos y el agua), socio-culturales y de gestión (James, 2000). La gestión integrada de las zonas costeras (GIZC) aparece como una solución viable en la búsqueda de beneficios económicos, ambientales y sociales, donde la gestión se debería realizar siguiendo un enfoque ecosistémico, adaptado al manejo de playas (Ariza et al., 2008). La GIZC pretende alcanzar la sostenibilidad de las zonas costeras mediante un proceso continuo de gestión responsable, que toma como punto de partida la interacción entre los diferentes actores principales de éstas y los avances científicos. Para la implementación de una gestión integrada adecuada en la costa se necesita disponer de información y datos suficientes, ya que es habitual encontrarse problemas de falta de los mismos al plantear sistemas de gestión (Osorio et al., 2007). Por tanto, resulta necesario realizar una adecuada recogida de datos (Ariza et al., 2008; DGC, 2008) físicos, naturales y socioeconómicos, que permitan llevar a cabo una caracterización de este entorno. El análisis de líneas de costa se presenta en este sentido como una alternativa interesante y capaz de responder al objetivo buscado.
  9. 9. 3 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor 1.2 Utilidad del análisis de la línea de costa La morfodinámica costera considera, de forma conjunta y con interacciones entre sí, la morfología de la costa y la dinámica de los fluidos, las corrientes litorales, el oleaje y el transporte de sedimentos (Voigt, 1998). La topografía del fondo juega un papel fundamental en el movimiento del agua, responsable del transporte de sedimentos, que a su vez modifica la morfología del fondo para, finalmente, condicionar los procesos hidrodinámicos (Ojeda, E., 2008). La evolución de la zona costera responde por tanto a la interacción de todos estos elementos, siendo por tanto objeto de diferentes procesos de gran dinamismo, a diferente escala temporal y espacial. Estos cambios pueden ser considerados desde diferentes escalas espaciales y temporales (Ojeda, E., 2008), que van desde cambios en la tendencia sedimentaria general de toda una célula costera a la formación de pequeños ripples que pueden cambiar en minutos (Becker et al., 2007), pasando por cambios estacionales en el perfil de la playa a lo largo de un año (Komar, 1998), o a eventos de tormenta que pueden generar cambios bruscos en el perfil de playa en periodos de tiempo cortos (Shepard, 1950). Los esfuerzos por encontrar técnicas que permitan analizar estos cambios pasan por el desarrollo de nuevos métodos que sean capaces de integrar los grandes volúmenes de información disponible, haciendo que resulten significativos a nivel geomorfológico, y útiles para la posterior gestión del litoral. Además, deben permitir un nivel de automatización lo más elevado posible, pudiendo explotar al máximo los registros existentes en la actualidad (Pardo et al., 2008). En la búsqueda de indicadores del estado de la costa que permitan llevar a cabo un seguimiento de su estado y evolución a lo largo del tiempo, el estudio de la posición de la línea de costa parece ser una gran opción debido a la posibilidad de detectar cambios ante variaciones a corto plazo, como las asociadas a tormentas (Ojeda, E., 2008), como también al permitir analizar cambios de tendencias a nivel general durante periodos de tiempo mayores, constituyendo un elemento de gran utilidad a llevar a cabo labores de gestión y planificación de la zona costera (Ojeda, J. et al., 2013). Este estudio considera los cambios registrados dentro de una escala temporal corta, recogiendo los datos existentes en un periodo de 30 años, considerando procesos que puedan generar una tendencia erosiva o acumulativa en los diferentes sectores del litoral.
  10. 10. 4 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor 1.3 Alternativas existentes Existen diferentes técnicas disponibles que permiten obtener información referente a la posición de la línea de costa, para posteriormente estudiar los cambios sufridos por la misma. En primer lugar, como instrumento de mayor recorrido histórico, se encuentra la cartografía. Aquí se engloban tanto los mapas topográficos como las cartas náuticas. En ambos casos la información disponible con calidad suficiente para ser utilizada para detectar cambios en la línea de costa es inexistente hasta finales del siglo XIX, lo que unido a una baja frecuencia de muestreos, separados en el tiempo, hace que únicamente resulten útiles para detectar tendencias generales muy marcadas (Ojeda, E., 2000). La fotografía aérea, de menor recorrido histórico, constituye instrumento más utilizado para detectar cambios y patrones de la línea de costa. El empleo de estos documentos, existentes en España desde los años 40 (y con mayor frecuencia desde los 70), permite definir la línea de costa mediante fotointerpretación. La línea de contacto entre la duna costera (foredune) y la playa alta se puede emplear como un buen indicador de los cambios a largo plazo. En cualquier caso, al igual que el empleo de cartografía únicamente permite identificar cambios significativos (Ojeda, E., 2000). A escala de mayor detalle se encuentra el procedimiento clásico de emplear estaciones totales, para la realización de perfiles transversales entre los que realizar interpolaciones. Como sustitutivo de levantamientos topográficos con estación total aparece el DGPS, un sistema de posicionamiento global diferencial para medir de forma continua, basado en el empleo de GPS fijo en una base georreferenciada junto a un GPS móvil que se desplaza. También con un gran nivel de detalle, la videomonitorización cuenta con la ventaja de permitir el análisis de cambios al capturar diferentes imágenes de la misma zona, permitiendo el análisis de fenómenos como los temporales. Esta técnica toma fotografías de la costa desde un punto elevado, para posteriormente reproyectarlas de forma oblicua y obtener imágenes en planta. Sin embargo, estas técnicas que aportan un mayor nivel de detalle requieren mucho tiempo y dinero, a la vez que no permiten una comparación retrospectiva, quedando relegadas al análisis de zonas muy localizadas (Ojeda, E., 2000). La altimetría láser aerotransportada, conocida como LIDAR, es una técnica de popularidad creciente, basada en la combinación de un vector aéreo equipado con GPS y
  11. 11. 5 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor sistema de navegación inercial junto a un altímetro láser de barrido. Es una técnica que permite una toma de datos eficiente, rápida y gran precisión, (Pardo et al., 2014) aporta información de carácter continuo. Su principal limitación va ligada a su corta existencia, de forma que no tiene posibilidad retrospectiva, por lo que su aplicación únicamente puede ir ligada al estudio de cambios muy recientes o de cambios en el futuro, contando asimismo con una baja frecuencia de toma de datos (Pardo et al., 2014). Finalmente nos encontramos con la teledetección espacial, fuente de los datos empleados en este trabajo. Esta técnica ha ofrecido un gran volumen de datos de las zonas litorales desde mediados del siglo pasado, con una periodicidad alta, aunque su baja resolución espacial limita su empleo para calcular cambios en la línea de costa (Ojeda, E., 2000). Ninguna de las técnicas anteriormente citadas responde adecuadamente al interés por realizar un análisis de la evolución de la línea de costa a largo plazo, y que pueda ser aplicado de forma generalizada a toda la zona costera a un coste bajo. 1.4 Extracción de la línea de costa con precisión subpíxel a partir de imágenes Landsat TM A partir del año 2008 aparece la posibilidad de tener acceso libre a la información de los datos geográficos almacenados por el United States Geological Survey (USGS), lo que da lugar a que centros de investigación trabajen en el desarrollo de diferentes aplicaciones para aprovechar esta información. En este trabajo se pretende seguir el método propuesto por Pardo et al. (2012), que emplea las imágenes Landsat TM disponibles desde marzo de 1984 a la actualidad, junto con técnicas de análisis digital de imagen, para alcanzar una resolución de 5 m en la determinación de la posición de la línea de costa. El método utilizado, que se expone con mayor detalle en el apartado metodológico, permite llevar a cabo una determinación de la posición de la línea de costa con una gran precisión, a nivel subpíxel, y un elevado grado de automatización, permitiendo su aplicación a escala global, contando con información retrospectiva con la que realizar comparaciones, abriendo la puerta a un mayor conocimiento de la variación de la línea de costa, y por lo tanto a una gestión más eficiente de las playas (Pardo et al., 2012). El empleo de este método sobre líneas de costas micromareales permite por lo tanto llegar a obtener información referente a la variabilidad registrada a nivel intranual, ya que se
  12. 12. 6 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor dispone de un gran volumen de información sobre la línea de costa (Fig 1.1), conociendo su posición en diferentes momentos del año, lo que permite que pequeños cambios sí puedan ser registrados. Además consigue cuantificar patrones erosivos o acumulativos a medio plazo, al contar con información desde 1984 hasta la actualidad Pardo et al. (2012). Fig1.1.EvolucióndelalíneadecostaenlaplayadeGandiaNord.Laslíneasde1984a2014semuestranenunaescala demarrones(másantiguas),verdesyazules(másrecientes).Seobservaunasituacióndeclaraacreción,conlaslíneasde costamásrecientes(azuloscuro)localizadasmaradentro.Sepuedeapreciarelgrannúmerodelíneasanalizadoyla complejidaddelanálisis. 2.Objetivos En este trabajo se pretende determinar la evolución seguida por la línea de costa en diferentes segmentos de playas valencianas, aplicando una metodología que permite, a partir de imágenes satelitales Landsat TM y ETM+, la extracción automatizada de líneas de costa a nivel sub-píxel. A partir de las líneas extraídas se analiza la variabilidad de la costa para intentar establecer una relación con la pendiente y la granulometría de las playas, así como determinar patrones y tendencias evolutivas. Se evalúa la metodología seguida y su utilidad para determinar la evolución y las tendencias seguidas por la línea de costa en playas arenosas tanto a lo largo de un año como a largo plazo, ya que esta metodología constituye una alternativa más económica y sencilla para conocer las características de las playas. La hipótesis planteada indica que, en un régimen natural, las playas que sufren el efecto de la erosión muestran un estrechamiento y un aumento de su pendiente, lo que genera una mayor variabilidad intranual, a la vez que presentan una granulometría del sedimento más gruesa. No obstante, esta relación puede verse alterada por las diferentes actuaciones antrópicas realizadas sobre la costa, tales como realimentaciones de arena y
  13. 13. 7 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor construcciones, por cambios naturales del nivel del mar, así como por errores en la metodología de la obtención de las líneas de costa. 3.Zona de estudio La zona estudiada se engloba en una unidad morfodinámica localizada en el Mediterráneo occidental, enclavada entre la desembocadura del río Ebro, al norte, y el cabo de San Antonio, al sur (Serra y Medina, 1996). El litoral valenciano está constituido por 454 km de costa, de los cuales 265 son playas, (MOPU, 1970 (citado en Yepes y Medina, 2005)) la mayor parte arenosas, aunque más al sur presenta playas de grava de manera intermitente. El litoral valenciano, donde se localizan los segmentos de playa estudiados, se encuentra caracterizado por presentar una gran diversidad de formas acumulativas. La formación de barras litorales ha dado lugar a las playas, pero también a diferentes zonas de marjal y lagunas costeras, como la Albufera de Valencia, así como a abanicos aluviales, llanuras de inundación y cordones dunares (Sanjaume, 1985; MAGRAMA, 2007). Todas las líneas de costa estudiadas aparecen asociadas a sectores de arena, encontrando tanto segmentos de playa urbanizados y transformados por la presencia humana, como tramos en los que todavía aparecen cordones dunares (Fig 3.1). En este sentido, de norte a sur encontramos, como segmentos dunares de mayor entidad, las zonas de la Devesa del Saler, con un campo dunar que supera las 850 ha (Sanjaume, 1985), la zona de la playa de l’Auir entre Xeraco y Gandia, el extremo sur del frente costero de Piles, y la zona sur del municipio de Oliva. La presencia de estos cordones podría jugar un papel clave a la hora de disminuir la acción del proceso erosivo frente a lugares donde no existen o han sido destruidos (Pardo y Sanjaume, 2001). En cuanto a la playa sumergida, muestra importantes diferencias respecto a las pendientes y a la presencia de barras sumergidas entre las diferentes zonas. Pardo et al. (2014) analizaron los perfiles elaborados por la autoridad costera de Valencia (Dirección General de Costas de Valencia) entre la costa y la isobata de 5m de profundidad, para así poder obtener las pendientes. Se determinó que las pendientes suaves aparecían habitualmente ligadas a lugares acumulativos, como por ejemplo en las playas de la Patacona o Gandia, al norte de los puertos de Valencia y Gandia. Por el contrario, al sur de estos puntos las playas tienen pendientes más pronunciadas y patrones erosivos.
  14. 14. 8 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor A nivel morfosedimentario, los tramos estudiados se localizan dentro de una célula sedimentaria que engloba todo el sector meridional del golfo de Valencia, en el que se produce un transporte longitudinal N-S de sedimentos (Brocal et al., 2001). Las playas localizadas al sur del puerto de Valencia han sufrido durante las últimas décadas una tendencia erosiva, con una situación deficitaria que afecta a sectores muy amplios del litoral (Pardo y Sanjaume, 2001), motivada principalmente por la interrupción a cargo del puerto de la deriva litoral, así como por el descenso de los aportes de nuevos materiales desde los ríos. 3.1 Segmentos de playa estudiados La información disponible sobre la localización de la línea de costa aparece dividida en 6 segmentos diferentes de costa, todos ellos de sustrato arenoso. Los tres segmentos de playa localizados más al norte, en las playas de la Patacona, la Malvarrosa, els Ferros, la Garrofera, l’Alcatí y la Punta aparecen localizados en el municipio de Valencia, a excepción del primero de ellos, que en parte se localiza en Alboraia. Los otros tres segmentos de línea de costa considerados se encuentran en los municipios de Gandia, Piles y Oliva, todos ellos en la comarca de la Safor. Tabla 3.1. Zonas de estudio de la línea de costa Zona Municipio Playa Longitud (m) 1 Alboraia - Valencia La Patacona y la Malvarrosa 2840 2 Valencia Els Ferros y la Garrofera 1710 3 Valencia L’Alcatí y la Punta 1800 4 Gandia l’Auir, Gandia Nord 3630 5 Piles Piles 1710 6 Oliva Terranova, Pau Pi, l'Aigua Blanca 2990 En este apartado se describen las zonas o segmentos costeros Nº 4, 5 y 6, objeto de este trabajo, y cuyos resultados aparecen plasmados en la presente memoria, en el apartado correspondiente. No obstante es importante recordar que se ha trabajado de forma conjunta con las zonas Nº 1, 2 y 3, localizadas más al norte (Tabla 3.1), cuyos resultados, obtenidos por Jesús Soriano en su trabajo de fin de máster, se introducirán en el apartado de discusión, para así dotar al análisis de una mayor riqueza de datos, y mayores posibilidades de entender los fenómenos que tienen lugar.
  15. 15. 9 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Fig.3.1.Localizacióndelaszonasdelíneadecostaestudiadas(azul).Encontramoslazona4(izquierda)enlasplayasde l’AuiriGandiaNord,ylaszonas5y6(derecha)enelmunicipiodePilesyOliva.Losfrentescosterossedividenentrelos queconservancordonesdunares(verde)ylosantropizados(rosa). Zona 4 - Gandia Esta zona de estudio, de 3630 metros de longitud, incluye la parte sur de la playa de l’Auir y la parte norte de la playa de Gandia Nord (Fig 3.2). L’Auir es la playa localizada en el extremo norte del municipio de Gandia, cuenta con un cordón dunar que se extiende desde el río Vaca, al norte, y constituye un espacio litoral sin urbanizar. Por el contrario, la parte norte de este segmento incluye la playa de Gandia Nord, urbanizada, con un frente costero totalmente artificial, y en cuyo extremo sur aparece el puerto de la localidad. Ambas playas presentan anchuras muy considerables, llegando a superarse los 130 metros junto a la instalación portuaria. Fig3.2.Playadel’Auirysucordóndunar(Izq.)Autor:CarlosCabezas.PlayadeGandiaNord(drcha..)Fuente: http://www.magrama.gob.es/es/costas/servicios/guia-playas/
  16. 16. 10 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Zona 5 - Piles Este sector presenta las líneas de costa de la playa de Piles, que ocupa todo el frente costero del municipio, urbanizado en su mayor parte, excepto en el extremo sur, que conserva una pequeña formación dunar (Fig 3.3). Se trata de una playa relativamente estrecha, en la que en ocasiones el paseo marítimo es alcanzado por las olas durante temporales. Fig3.3.ImágenesdelaplayadePiles:sutramoconpaseomarítimo(izq.)ylazonasurquepresentacordóndunar (drcha.). Autor:CarlosCabezas. Zona 6 - Oliva El último segmento de línea de costa estudiado se sitúa en el municipio de Oliva, al sur del puerto, en las playas de Terranova, Pau Pi y l'Aigua Blanca (Fig 3.4). La parte norte de este segmento, en la playa de Terranova, presenta un frente costero urbanizado, mientras que más hacia el sur aparecen tramos sin urbanizar, o bien en los que la urbanización se ha llevado a cabo a una mayor distancia del mar, conservándose el cordón dunar en muchos casos. Fig.3.4.PlayasdePauPiyl’AiguaBlanca,ambasenlazona6.Autor:CarlosCabezas.
  17. 17. 11 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor 3.2 Factores que influyen en el régimen sedimentario del litoral La presencia de sedimentos en el sistema litoral juega un papel fundamental a la hora de entender la evolución de las playas. Así pues, los fenómenos erosivos van en muchos casos ligados a la falta de sedimento en el sistema, desapareciendo la arena presente en las playas de forma lenta pero progresiva sin que sea reemplazada. Esto puede deberse tanto a la falta de entrada de nuevos sedimentos al sistema litoral, como a cambios en su distribución lo que, a su vez, puede tener un origen natural, o bien deberse a actuaciones llevadas a cabo por el ser humano sobre la costa. 3.2.1 Agentes naturales Entre los agentes de origen natural que influyen en la introducción, distribución y retención de sedimentos en el sistema litoral encontramos el oleaje, las mareas, las corrientes marinas, el nivel del mar, el viento, el clima, y la geomorfología de la zona. -Oleaje Las olas son oscilaciones regulares de la superficie del mar, motivadas generalmente por la acción del viento, y que constituyen el principal agente responsable del modelado de la costa, erosionando o acumulando los sedimentos presentes a lo largo del litoral. La costa valenciana presenta un oleaje de periodos cortos y poca altura, en el que las brisas marinas juegan un papel importante regulando los periodos y la altura de las olas (Pardo, 1991). La altura de ola para esta zona de costa se sitúa en torno a los 80 cm, con periodos de retorno cercanos a los 6 s (www.puertos.es). Las situaciones con mayores olas suelen ir asociadas a periodos de tormenta, con una situación de bajas presiones motivada por westerlies afectando a las latitudes medias (Pardo et al., 2014). En esta zona la presencia de tormentas es habitual durante el otoño, apareciendo asociadas a la presencia de áreas de baja presión en el golfo de Lyon o en el mar de Alborán (Pardo, 1991). Se debe destacar en este apartado la incidencia en noviembre de 2001 de un fuerte temporal sobre el Mediterráneo occidental (Ramis et al., 2002; Obiol 2003; Julià, 2003; www.puertos.es) que afectó a la zona estudiada, siendo uno de los más severos de los que se tiene constancia, y que generó importantes procesos erosivos en las playas al movilizar gran cantidad de sedimento. Asimismo, diferentes tormentas sucedieron de forma consecutiva durante los siguientes meses hasta la primavera del 2002 (Pardo et al., 2014).
  18. 18. 12 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor En la zona del golfo de Valencia el oleaje tiene un origen mayoritariamente del este, aunque para la zona de la Safor (Fig. 3.5) sigue una tendencia muy marcada, actuando principalmente del NE (www.puertos.es), lo cual está relacionado con los vientos predominantes en la zona, de gregal (NE). El oleaje no ha sufrido variaciones significativas entre los años 1984 y 2014 (www.puertos.es) por lo que su influencia en los resultados del análisis evolutivo de la línea de costa no es significativa. Fig.3.5.Alturasignificativadeloleajemedidoenmediasymáximosmensuales(izq.)yrosadeoleaje(drcha.),ambos medidosparaelperiodo1984-2014enelpuntoSIMAR 2084108.Fuente:www.puertos.es. -Corrientes El patrón de corrientes viene determinado por la circulación existente a gran escala en el mar Mediterráneo, constante debido a la distribución de masas de agua en la región occidental, en equilibrio dinámico, lo que se traduce en una circulación termohalina ciclónica con dirección N-S (Font et al., 1986). Vientos locales y descargas continentales generan alteraciones que dan lugar a patrones de mayor variabilidad en la zona de la plataforma continental. El golfo de Valencia presenta una deriva bien definida en dirección norte-sur entre Benicarló y Oliva (Pardo y Sanjaume, 2001), incluyendo a todas las playas que son objeto de este estudio. La diferente orientación de la costa, con una inclinación respecto a las olas variable, genera cambios en la capacidad de transporte a lo largo del litoral (Brocal et al., 2001). Al norte del puerto de Valencia el transporte era alto (Pardo et al., 2014), mientras que en las playas situadas justo al sur del puerto de Valencia, en la zona del Saler, el transporte longitudinal era muy intenso en el pasado, llegando a alcanzar valores superiores a los 100.000 m3 /año (MAGRAMA, 2007). No obstante, el cambio en la configuración de la costa, con la realineación de la misma, ha generado que el transporte disminuya hasta valores cercanos a los 50-70.000 m3 /año (MAGRAMA, 2007).
  19. 19. 13 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Siguiendo hacia el sur encontramos el Cap de Cullera, que no constituye un obstáculo al paso de sedimentos, continuando el mismo transporte hacia el sur. A partir de la desembocadura del río Xúquer el transporte es menor (Pardo et al., 2014) y se encuentra un patrón erosivo asociado a tasas de transporte estimadas en 60-80.000 m3 /año, con un descenso gradual desde la zona de Xeraco hasta el puerto de Gandia, donde se registran de 20 a 30.000 m3 /año. El puerto actúa como obstáculo, generando acumulación al norte del mismo, mientras que en las playas del sur existen patrones erosivos importantes. Más hacia el sur el transporte experimenta un crecimiento que va desde los 35.000 m3 /año en la playa de Miramar hasta unos 40-50.000 m3 /año en el entorno del Puerto de Oliva, al sur del cual vuelve a registrarse un nuevo descenso (MAGRAMA, 2007) hasta ser prácticamente nulo (Pardo et al., 2014) -Mareas y nivel del mar El nivel del mar puede influir al analizar la evolución de la línea de costa de diferentes formas: bien a través de variaciones temporales, a consecuencia de la marea astronómica o debido a cambios atmosféricos, o bien asociado a variaciones globales del nivel marino. La oscilación media de la marea en el Mediterráneo es escasa, habitualmente inferior a los 20 cm, por lo que juega un papel menor en el modelado costero de este espacio, pudiendo no obstante alcanzarse valores bastante mayores de manera puntual. La variación estacional del nivel del mar es otro factor a tener en cuenta. La costa valenciana posee una variación anual máxima media de 0,37m (Pardo et al., 2011), ocasionando que se puedan registrar movimientos en la posición de la orilla asociados al nivel del mar de hasta 5,7m (Pardo et al., 2012). Por otra parte, el ascenso del nivel del mar a nivel global, también registrado en el Mediterráneo, parece ser un factor a tener cada vez más en cuenta (IPCC Working Group II, 2014), y podría resultar esencial a la hora de considerar la evolución de la línea de costa y el avance o retroceso de nuestras playas. Respecto a este ascenso existen diferentes opiniones a la hora de cuantificar la variación sufrida a lo largo del siglo XX. Tal y como apunta Church (2001), los valores de ascenso anual estimados por los diferentes organismos y autores son poco clarificadores, pues cada modelo empleado pronostica un patrón de elevación del nivel del mar diferente. Según el IPCC, durante el siglo XX el nivel medio del mar a nivel global ascendió a un ritmo cercano a los 1,7 mm al año, siendo mayor este ascenso a partir de la década de los 90, y alcanzando un ritmo de unos 3 mm/año, bastante mayor al promedio observado en la primera parte del siglo. Esta
  20. 20. 14 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor variación en la tendencia concuerda con los datos mostrados por el Instituto Español de Oceanografía (Vargas et al., 2010), que cifra el ascenso para el Mediterráneo español en 1,5 mm al año, hasta un total de 15 a 20 cm a lo largo del siglo, siendo este incremento mayor a partir de los años 90. -Viento La acción del viento condiciona el modelaje de la costa de forma directa al realizarse el transporte eólico de partículas de sedimento mientras que, indirectamente, lo hace al ser el generador principal del oleaje. En playas de arena la acción del viento y de las olas puede generar cambios importantes con bastante rapidez, por lo que se vuelve necesario considerar su intensidad, frecuencia y dirección. La naturaleza micromareal del Mediterráneo no hace sino acrecentar la importancia del viento. Fig.3.6.Velocidaddelvientomedidoenmediasymáximosmensuales(izq.)yrosadelosvientos(drcha.),ambos medidosparaelperiodo1984-2014enelpuntoSIMAR 2084108.Fuente:www.puertos.es Con este objetivo se muestra de forma gráfica la frecuencia y la rosa de vientos (Fig.3.6) registrada en esta zona para el periodo 1984-2014. Esta información procede de un punto SIMAR, localizado frente a la costa de la Safor, en las coordenadas 39ºN, 0ºW (www.puertos.es). Se puede decir respeto a la dirección de los vientos que el del NE o gregal, y el poniente (W) son los más habituales y que alcanzan mayores intensidades. No obstante existe una alternancia estacional entre los vientos de levante y poniente, siendo estos últimos más habituales durante el invierno. Asimismo se puede afirmar que no han existido cambios de tendencia significativos en cuanto a la velocidad del viento se refiere a lo largo del periodo estudiado.
  21. 21. 15 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor 3.2.2 Actuaciones antrópicas Las actuaciones llevadas a cabo por el ser humano sobre los espacios costeros pueden tener diferentes efectos a nivel temporal, espacial y de magnitud dependiendo de su naturaleza. Actuaciones sobre el medio litoral Así pues, por una parte se pueden encontrar cambios rápidos y delimitados en el espacio, habitualmente relacionados con modificaciones puntuales del transporte de sedimentos a lo largo del sistema costero debido al establecimiento de obstáculos artificiales al transporte longitudinal, o bien con actuaciones directas de redistribución, retirada y retención del sedimento. En la costa valenciana la mayoría de los desequilibrios sedimentarios tienen su origen en la construcción de obras artificiales (Pardo y Sanjaume, 2001). La alteración del transporte longitudinal tiene lugar cuando obras antrópicas, como puertos o diques, se localizan en la zona litoral, de forma más o menos perpendicular a la costa, disminuyendo la deriva natural del sedimento y retener parte del mismo. En la costa Valenciana, donde tiene lugar un transporte norte-sur, este tipo de obstáculos generan la sobreacumulación de sedimento en su parte norte, con un progresivo avance de la línea de costa, que genera una rotura de las olas cada vez más lejos, llegando a la orilla con menos energía, retroalimentando el proceso, mientras que dejan desprovistas de sedimento a las playas del sur, en las que se producen procesos erosivos y de retroceso de la línea de costa. Este retranqueo se debe a que las arenas retenidas en el obstáculo ya no pueden reponer a las desplazadas por la erosión natural aguas abajo, generando una situación deficitaria crónica y aumentando progresivamente la pendiente de la playa, en un proceso inverso al mencionado anteriormente. En nuestra zona de estudio encontramos como principales actuaciones antrópicas con consecuencias sobre el transporte sedimentario las sucesivas ampliaciones del puerto de Valencia (Fig 3.7), el cual actúa como un elemento modificador muy importante de la deriva litoral sobre la zona estudiada, al obstaculizar el paso de gran cantidad de sedimentos, con consecuencias para las playas del entorno (Serra, 1998), así como el puerto de Gandia y el puerto deportivo de Oliva. También aparecen diferentes espigones asociados a las golas y desembocaduras de ríos, como en el caso del Xúquer y el Túria
  22. 22. 16 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Fig.3.7. AmpliacionesdelpuertodeValencia,años1980,2006y2015. Fuente:http://googlemaps.es No obstante, la acción humana también juega un papel clave al alterar directamente la distribución natural de los sedimentos mediante la realización de dragados y vertidos de arena, de elevado coste (Obiol, 2003), con el objetivo de aportar arena a playas en situación de retroceso, permitiendo que el uso de la playa se pueda seguir llevando a cabo. La tabla 3.2, recopila las actuaciones llevadas a cabo sobre las playas estudiadas (Fig. 3.8, 3.9), siendo de gran importancia pues pueden jugar un papel clave en la evolución de la línea de costa, desvirtuando los patrones que las playas estaban experimentando antes de las actuaciones. Tal y como se puede observar, las playas de Gandia y Piles han sufrido diferentes movimientos de arena en las últimas décadas, actuando en muchos casos la playa de Piles como receptora de arena extraída de las playas de Gandia Nord y l’Auir.
  23. 23. 17 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Tabla 3.2. Actuaciones de dragado y vertido realizadas en la zona de estudio Fuente: elaboración a partir de datos de la Dirección General de Costas (DGC). Descripción de la actuación Lugar de préstamo o dragado Playa de vertido Volumen (m3) X Y Fecha inicio Fecha finalización Vertido de arena (Regenerar playas) Fondo submarino Sur de la Safor 60000 - - 1993 1993 Movimiento de arena Aparcamientos Subterráneos Gandia Gandia Nord 49627 745468 4321836 2001 2001 Movimiento de arena (Emergencia) Norte del dique de levante Gandia Piles 6000 750078 4315480 2003 2003 Reacomodación de arenas (Mantenimiento) Playa de Piles Piles 3200 750094 4315464 2006/04 2007/11 Reacomodación de arenas (Mantenimiento) Paseo Marítimo de Piles Piles 7300 750110 4315441 2006/04 2007/11 Aportación de arenas (Mantenimiento) Excavación fuera DPM-T Piles 14370 750157 4315388 2006/04 2007/11 Aportación de Arena (Mantenimiento) Excavación fuera DPM-T Piles 5000 750170 4315377 2006/04 2007/11 Reacomodación de arenas en la playa Playa de Gandia Nord Gandia Nord 23366 744747 4323149 2007/07 2007 Reacomodación de arenas (Emergencia) Playa de Gandia Piles 46542 750128 4315418 2008/01 2008/06 Reacomodación de arenas en la playa Playa de Gandia Bellreguard 50419 744916 4322876 2009/02 2009/04 Reacomodación de arenas en la playa Playa de Gandia Miramar 49669 744707 4323193 2009/02 2009/04 Reacomodación de arenas Playa de Gandia Piles 50789 750143 4315401 2009/03 2009/05 Dragado del Puerto de Gandia Bocana Puerto de Gandia Piles 38000 750064 4315495 2010/05 2010/06 Aportación de Arena (Mantenimiento) Excavación fuera DPM-T Piles 500 750197 4315346 2011/06 2014/06 Aportación de Arena (Mantenimiento) Excavación fuera DPM-T Piles 3440 750185 4315360 2013/02 2013/02
  24. 24. 18 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Fig.3.8.ActuacionesdedragadoyvertidorealizadasfrentealmunicipiodeGandia.Fuente:elaboraciónapartirde datosdelaDirecciónGeneraldeCostas<www.magrama.gob.es/es/costas/servicios/guia-playas>
  25. 25. 19 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Fig.3.9.ActuacionesdedragadoyvertidorealizadasfrentealmunicipiodePiles.Fuente:elaboraciónapartirde datosdelaDirecciónGeneraldeCostas<www.magrama.gob.es/es/costas/servicios/guia-playas> -Retención del sedimento-eliminación cordón dunar El ser humano también puede afectar a la distribución del sedimento costero por el mero hecho de inmovilizar las arenas existentes, construyendo sobre las playas o destruyendo los cordones dunares, y actuando sobre el correcto funcionamiento del sistema playa- duna. Un ejemplo de ello lo encontramos al sur del puerto de Valencia, en la zona del Saler, en la que durante los años 70 se planteó e inició un gran proyecto urbanizador, en el que se removieron las dunas delanteras, localizando un paseo marítimo en la parte norte. Estas actuaciones contribuyeron a que las playas de la zona entrasen en un proceso recesivo (Fernández, 2002). Algunos años después, en un intento de revertir la situación, se destruyó el paseo marítimo y se fue procediendo a recuperar el cordón dunar, extrayendo la arena original que había sido depositada en las restingas, así como importando arena
  26. 26. 20 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor procedente de playa de la Malvarrosa y del dragado de fondos marinos. Más al sur, y ya directamente en la zona estudiada se tiene constancia de actuaciones de regeneración artificial del cordón dunar en Oliva, en la platja de l’Aigua Blanca (Obiol, 2003). No obstante, pese a que el caso de las dunas de l’Albufera es el más llamativo, en la zona estudiada encontramos otros ejemplos, como el frente costero del municipio de Piles, donde se puede observar cómo se optó por localizar el paseo marítimo sobre las dunas que existían en la zona (Pardo y Sanjaume, 2001), lo que genera la inmovilización de una gran cantidad de sedimento, unido a un estrechamiento de la playa, lo que plantea consecuencias ligadas a un aumento de la erosión, ya que se impide la libre adecuación del perfil playero a las condiciones energéticas del mar, generando efectos semejantes a las escolleras aunque más lentos, provocando un retroceso de la línea de costa a través de la migración de materiales mar adentro, algo que ocurre en las playas de Piles y Bellreguard, justo al norte de la misma (Pardo y Sanjaume, 2001). Alteración del régimen de entrada de sedimento al sistema El ser humano también puede actuar sobre el régimen de entrada de sedimento al sistema litoral, ligado directamente a actuaciones sobre el sistema fluvial, con trampas y obstáculos que impiden el paso del sedimento, así como a causa de la alteración de la cuenca de drenaje. De este modo, las actuaciones antrópicas pueden derivar en cambios de tendencia a largo plazo, con efectos a mayor escala que pueden afectar a la totalidad de la célula sedimentaria costera. En las costas valencianas, el principal aporte de sedimento tiene su origen en el sistema fluvial (Sanjaume, 1985). Los ríos Túria y Xúquer constituyen las principales fuentes de sedimento a este sector de costa (Brocal et al., 2001) y la regulación que se ha llevado a cabo de forma generalizada en el sistema fluvial a lo largo del siglo XX mediante presas y pantanos ha alterado de una forma importante la entrada de sedimentos al litoral (Pardo y Sanjaume, 2001), al atraparlos e impedir su desplazamiento, a la vez que al regular el caudal de los ríos y disminuir su capacidad de transporte, destacando en este sentido la regularización del Xúquer en su cuenca baja mediante diferentes obras transversales.
  27. 27. 21 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor 4.Metodología El presente apartado se ha dividido en 3 grandes secciones: análisis de las líneas de costa, granulometrías del sedimento y cálculo de las pendientes de las playas. 4.1 Realización de las tareas del trabajo El presente trabajo, que de forma global trabaja con 6 zonas del litoral, se ha realizado de forma paralela al de Jesús Soriano González, quien en su trabajo expone los resultados obtenidos para los 3 sectores de costa localizados más al norte (identificados como Zonas 1, 2 y 3), en playas de los municipios de Valencia y Alboraya, mientras que este trabajo presenta los resultados asociados a las líneas de costa localizadas más al sur, en la comarca de la Safor, que serán identificados como Zona 4 “Gandia”, Zona 5 “Piles” y Zona 6 “Oliva”. Para el desarrollo de ambos proyectos se han realizado algunas tareas de forma conjunta, pasando a realizar el análisis de los datos de forma individual. De este modo, este trabajo muestra únicamente los resultados de las zonas 4, 5 y 6, pese a que en el apartado de discusión se consideran las 6 zonas y se emplean la totalidad de los resultados obtenidos (los resultados de las zonas 1, 2 y 3 aparecen recopilados en los anexos), ya que esto ayuda a aumentar la calidad de ambos trabajos, enriquecer el estudio en su conjunto y ayudar a comprobar la hipótesis formulada inicialmente. Se ha optado por realizar los proyectos de este modo ya que se contaba con una gran cantidad de datos iniciales, que unidos al importante trabajo de procesado y tareas informáticas requeridas por los mismos, hacían más idónea una división de tareas, para así reducir el tiempo destinado al procesado de los datos. 4.2 Software empleado Para poder desarrollar el presente trabajo ha sido necesario emplear una serie de programas al llevar a cabo el tratamiento de los datos: Programas GIS. Diferentes sistemas de información gráfica han sido utilizados para poder procesar, analizar, almacenar y gestionar los datos. También han sido empleados para elaborar mapas que permitan visualizar de forma gráfica los resultados. Se ha trabajado con dos programas diferentes, optando por emplear uno u otro dependiendo de la tarea concreta que se pretendía realizar.
  28. 28. 22 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor ArcMap. Este programa, desarrollado por la empresa ESRI, ha sido utilizado en su versión 10.1. En él se ha añadido la extensión DSAS que se describe posteriormente QGIS. La versión Desktop Wien de este programa, de software libre, ha sido empleada para algunas de las tareas o pasos llevados a cabo, al considerarlo más liviano o presentar algunas funciones no disponibles en ArcMap. DSAS. La versión 4.3 del Digital Shoreline Analysis System, desarrollada por el USGS, es un software libre que se ejecuta como una extensión de ArcMap, permitiendo el cálculo de la velocidad de cambio de la línea de costa a partir de diferentes estadísticos. (Thieler et al., 2009). GRADISTAT. Este programa, desarrollado por Blott y Pye (2001), permite agilizar el análisis de las estadísticas granulométricas del sedimento de las playas, lo que resulta útil de forma posterior a la realización de granulometrías mediante tamizado. El programa permite calcular parámetros como la media, clasificación y la asimetría. 4.3 Extracción y análisis de la línea de costa El análisis planteado en este trabajo pasa por la obtención de unos datos de partida, que suministran una localización puntual de la línea de costa en diferentes fechas. A partir de estos datos se obtienen las diferentes líneas de costa, que permiten finalmente llevar a cabo el cálculo de diferentes parámetros estadísticos con la herramienta DSAS. Los resultados obtenidos posibilitan comprender la variación sufrida por las líneas de costa en las franjas de litoral estudiadas, tanto en análisis intranuales que permitan observar la variación a lo largo de un año, como en un análisis interanual, que dé a conocer la evolución sufrida en el sector a medio y largo plazo. El periodo de estudio considerado es de 30 años, entre 1984 y 2014. 4.3.1 Extracción de los puntos de la línea de costa a partir de imágenes Landsat. El estudio de los cambios y la evolución en la línea de costa parte de los registros puntuales de la localización de esta línea en diferentes momentos del tiempo. En el presente trabajo, los datos puntuales han sido obtenidos siguiendo la metodología propuesta por Pardo et al. (2012) para la extracción automática de las líneas a nivel subpíxel mediante la aplicación de un algoritmo sobre imágenes multiespectrales de satélites Landsat, que permite una alta precisión, cercana a los 5 metros.
  29. 29. 23 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor La metodología propuesta toma las imágenes de la base de datos de USGS (http://earthexplorer.usgs.gov/) (NASA, 2006). Se incluyen imágenes tomadas entre los años 1984 y 2014, adquiridas a través de los sensores TM en el caso del Landsat 5, y ETM+ en el caso del Landsat 7. El proceso, partiendo de las imágenes satelitales iniciales, atraviesa diferentes etapas hasta la obtención de la línea de costa final. Para conseguirlo, se vuelve necesario realizar una extracción grosera de la línea de costa en cada una de las imágenes, para a continuación realizar correcciones a nivel radiométrico y geométrico, que permiten disminuir el error del proceso. Georreferenciación a nivel subpíxel En primer lugar se parte de las imágenes suministradas por la NASA, las cuales ya cuentan con una buena georreferenciación (mejor a 0,4 píxeles según la NASA, (2006)), pero dado los objetivos perseguidos se vuelve necesario alcanzar el nivel subpíxel en estas imágenes. Esto se consigue mediante un algoritmo basado en una transformación discreta de Fourier, y la aplicación de una correlación cruzada fundamentada en la correlación de Pearson (Guizar-Sicarios et al., 2008), para determinar el desplazamiento entre las imágenes que deben presentar la misma resolución. En el proceso se usa, como referencia, un mosaico de ortofotos del PNOA del espectro visible e infrarrojo con resolución 0.5m/píxel que son degradadas hasta 30m/píxel para así presentar la misma resolución que las imágenes obtenidas del Landsat. La correlación permite conocer el desplazamiento existente en el eje x e y, y permite mejorar sustancialmente la georreferenciación de las coordenadas de las líneas que se extraerán, haciendo que el error máximo derivado de la georreferenciación pase a estar entre los 2 y 3 metros, cuando originalmente era de 15 metros. Extracción automática de la línea de costa a nivel subpíxel El método seguido se basa en la identificación de la interfaz tierra-agua a partir de las diferencias espectrales existentes entre el agua y la tierra en el espectro infrarrojo de las imágenes Landsat, en este caso sobre la banda 5 del Landsat 5 y 7, y la banda 6 del Landsat 8. Se inicia el proceso con una aproximación desde la escala de píxel mediante una binarización de la imagen de partida, llevando a cabo una diferenciación entre la
  30. 30. 24 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor superficie de tierra y mar mediante una umbralización automática del histograma en la banda del infrarrojo. Sobre esta primera línea se pasa a realizar la detección de la posición a nivel subpíxel, con un remuestreo para trabajar sobre píxeles de tamaño menor. Para lograrlo, en primer lugar se transforma la interfaz tierra-agua definida anteriormente de forma aproximada mediante morfología matemática, con la modelización un polinomio de 5º grado, que se resuelve partiendo de los valores digitales de un vecindario de 7 x 7 píxeles en bandas infrarrojas. En las bandas del infrarrojo cercano y medio (bandas 4,5 y 7 del Landsat 5 y 7) el agua presenta un valor mínimo y el continente un valor mucho más alto. La localización de la costa se establece en el punto (definido sobre la superficie matemática) en que se produce el máximo gradiente entre el continente y el mar. Como cada píxel aparece incluido en varios vecindarios, lo que genera varias soluciones posibles, siendo el promedio de ellas la línea definitiva, localizada sobre los puntos en que con mayor probabilidad se encuentra la interfaz agua-tierra. El análisis se repite de forma sucesiva a lo largo de la línea definida inicialmente. Sobre el resultado obtenido resulta necesario aplicar una corrección radiométrica pues en las imágenes de partida las diferentes superficies llevan asociadas diferentes respuestas espectrales, que afectan negativamente al modelizado, pudiendo generar desplazamientos de la línea obtenida a nivel subpíxel. Se actúa determinando mediante una modelización la relación existente entre el nivel digital del vecindario y la adecuación del ajuste de la función matemática, y por tanto, el desplazamiento sufrido. De un ajuste por función polinomial de los valores de tierra se deduce la corrección radiométrica a aplicar sobre todos los puntos obtenidos En cuanto al error obtenido, Pardo et al. (2012) plantea una evaluación de los resultados, mediante la comparación con líneas de costa fijas a lo largo del periodo de estudio. Con ese propósito se empleaban zonas de escollera, sobre las que se comparaban las líneas de costa obtenidas a partir de imágenes Landsat con una línea de referencia trazada a partir de una ortoimagen. La evaluación de errores consistía en el cálculo de las distancias o desplazamientos respecto a la línea de referencia. Aplicando la metodología explicada, se obtienen para los segmentos de costa objeto de estudio un total de 281.618 puntos, de los cuales 151.620 aparecen en la zona 4, en la zona 5 encontramos 35.689, y en la zona 6 se localizan 94.309 (Tabla 4.1)
  31. 31. 25 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Tabla 4.1. Longitud de los sectores y número de puntos registrados Zona Longitud (m) Número de puntos 4 3630 151620 5 1710 35689 6 2990 94309 Los puntos presentan información de su localización y fecha, localizados cada 7.5 m a lo largo de la costa, y que constituirán las líneas de costa que se estudian en el presente trabajo. El flujo de trabajo planteado por Pardo et al. (2012) aparece esquematizado en la Fig 4.1. Fig.4.1.MetodologíaparalaextraccióndelíneasdecostaapartirdeimágenessatelitalesLandsat (Pardoetal.,2012). 4.3.2 Obtención de las líneas de costa. Paso de puntos a líneas Mediante el procedimiento descrito anteriormente se obtienen los puntos de localización de la línea de costa a lo largo de diferentes fechas y para diferentes segmentos del litoral valenciano. Para llevar a cabo el procesado de los datos hasta llegar a obtener líneas de costa, se emplean tanto el software ArcMap 10.1 (ESRI), como QGIS Desktop 2.8.1, utilizados de forma alternativa dependiendo de las tareas y operaciones que se van desarrollando en cada momento. El conjunto de puntos del que partimos con la información contenida anteriormente aparece en un único fichero shape (.shp) operable desde sistemas de información geográfica. No obstante, para poder llevar a cabo análisis referentes a la evolución de la
  32. 32. 26 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor línea de costa se debe contar con un shape de líneas, sobre las cuales sí es posible identificar cambios, avances y retrocesos entre las diferentes fechas en que han sido tomadas las imágenes Landsat, así como operar con la herramienta DSAS. Para poder alcanzar nuestro objetivo en primer lugar, tras reproyectar los puntos al sistema de referencia ETRS89 y a la proyección UTM huso 30 (N), optamos por separar en diferentes ficheros shape los puntos de cada una de las 6 zonas diferentes, lo que permitirá agilizar las tareas en el programa SIG. En cada una de estas 6 zonas pasamos a seleccionar los puntos referidos a una misma fecha y, al mismo tiempo, a transformarlos en líneas. Para llevar a cabo esta tarea nos ayudamos del programa QGIS, que posibilita agilizar el proceso al llevarlo a cabo en un solo paso y de manera automática, sin tener que realizar una extracción manual de los puntos asociados a cada una de las fechas. De esta manera, empleando la herramienta “Points2One” conseguimos obtener un fichero shape de polilíneas, en el que se generan líneas no cerradas formadas cada una de ellas a partir de los puntos con un campo común, en este caso el campo de la fecha (Fig. 4.2) Fig.4.2.ExtensiónPoints2OnedeQGIS(izq.).LíneasobtenidasdelaunióndelospuntosenlaZona5(Drcha.). Posteriormente buscamos que cada una de las líneas pase a estar en un shape diferente, algo que QGIS permite hacer de forma prácticamente automática a través de la herramienta “Split vectorial layer”. De este modo obtenemos, para los 6 tramos costeros diferentes, una serie de líneas de costa, cada una de ellas perteneciente a una fecha diferente, entre los años 1984 y 2014.
  33. 33. 27 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Fig.4.3.Herramienta“Splitvectoriallayer”deQGIS. En este punto debemos destacar que el número de líneas de costa de que disponemos en cada uno de los tramos, o lo que es lo mismo, el número de fechas para las que tenemos información de la línea de costa, difiere de unos tramos a otros (Tabla 4.2). De este modo, la distribución de líneas en cada uno de los años no es homogénea a lo largo de los años del periodo considerado, existiendo años en que únicamente se han podido obtener 1 ó 2 líneas de costa, o incluso ninguna. Ello se debe a que el segmento 4 (correspondiente al norte de Gandia) toma imágenes de cuatro escenas de los dos satélites funcionales en el periodo estudiado (Landsat 5 y 7), dos de ellos centrados directamente en la costa valenciana y otros dos centrados en las de Baleares, pero que también alcanzan este sector. Más al sur, sin embargo, solo se dispone de dos escenas, lo que explica el menor número de líneas. Por otra parte, es importante señalar que en las imágenes Landsat 7, debido al fallo que el 31 de Mayo de 2003 sufrió el corrector de líneas de escaneado (SLC), las imágenes llegan con espacios vacíos. Las áreas con registro de imagen sí pueden ser analizadas (Almonacid et al., 2013) pero obviamente de las zonas sin información no se puede extraer la línea de costa. Se trata, en todo caso, de segmentos cortos sin información.
  34. 34. 28 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Tabla 4.2. Líneas disponibles en cada uno de los segmentos de costa analizados Segmento 4 Segmento 5 Segmento 6 Año Nº líneas Nº líneas Nº líneas 2014 24 9 9 2013 17 6 6 2012 6 2011 22 13 13 2010 21 11 11 2009 27 12 12 2008 10 4 5 2007 31 12 12 2006 17 6 6 2005 10 2 2 2004 10 7 7 2003 13 6 6 2002 13 7 7 2001 12 8 8 2000 12 6 6 1999 3 1 1 1990 2 1 1 1987 12 7 7 1986 5 1985 3 3 2 1984 8 4 4 Total 278 125 125 4.3.3 Influencia del número de líneas registrado en cada año en el análisis Tal y como se ha señalado anteriormente, el número de líneas de costa disponible difiere enormemente de unos años a otros. Debido a ello, se analiza la posible relación existente entre el número de líneas que se analiza en cada año y su repercusión sobre el resto de resultados, ya que una alta variabilidad anual podría ir asociada a un número de líneas disponibles muy bajo en ese año, mientras que en años con mayor disponibilidad de datos esto podría traducirse en variabilidades menores.
  35. 35. 29 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Para comprobarlo se cruzan los datos del número de líneas con las desviaciones estándar obtenidas para cada uno de los años (Fig 4.4), observando que no existe una relación marcada entre ambos factores. La desviación estándar no varía al trabajar con más líneas, posiblemente debido a que la presencia de estos valores extremos se compensa con un mayor número de líneas con valores cercanos a la media. No obstante, se debe señalar que para mejorar la fiabilidad de los análisis intranuales, directamente se ha optado por descartar los años con un número de líneas inferior a 7. Fig.4.4.Desviaciónestándarfrentealnúmerodelíneas 2 4 6 8 10 0 5 10 15 20 25 30 35 Nº líneas Zona 4 - Desviación estándar - nº líneas DesvEst 2 4 6 8 10 0 5 10 15 20 25 30 35 Nº líneas Zona 5 - Desviación estándar - nº líneas DesvEst 2 4 6 8 10 0 5 10 15 20 25 30 35 Nº líneas Zona 6 - Desviación estándar - nº líneas DesvEst
  36. 36. 30 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor 4.3.4 Preparación del análisis de las líneas de costa en DSAS. Construcción de la línea base y de los transectos El análisis de la evolución de la línea de costa en la franja litoral de los tres tramos estudiados se realiza en base a los resultados obtenidos en la aplicación DSAS (Digital Analysis Shoreline System), desarrollada por el United States Geology Service (Thieler et al. 2009), y utilizada como complemento del software SIG ArcMap (ESRI). Esta herramienta se basa en el empleo de las líneas de costa referenciadas espacial y temporalmente, para a partir de ellas calcular parámetros de variabilidad que permitan comprender la dinámica evolutiva de la costa tanto intranual como interanualmente dentro del periodo de estudio. Para un correcto desarrollo del análisis de las líneas de costa en la aplicación DSAS se debe tener en cuenta, tal y como señalan Thieler et al. (2009), los siguientes elementos básicos: a) Geodatabase Todos los datos y ficheros empleados en DSAS deben gestionarse desde una geodatabase personal, que actúa como un fichero en el que se almacenan los resultados generados, a la vez que alberga todos los datos de entrada. Se crea una geodatabase para cada una de las zonas de estudio, en las que se inserta un shape con las líneas de costa de esa zona y la línea base generada a partir de ellas. La geodatabase también albergará el fichero con los transectos una vez se genere desde DSAS. Para insertar los shapes con las líneas de cada año en la geodatabase, en primer lugar se crea una nueva geodatabase personal desde el menú ArcCatalog. A continuación se cargan las capas en el proyecto y, posteriormente, se insertan en la geodatabase como clases de entidad. b) Líneas de costa Se incluyen en una “clase de entidad” todas líneas de costa que vayan a ser objeto del análisis, agrupándolas por ejemplo las líneas de un mismo año para hacer el análisis intranual, a la vez que se importa el fichero a la geodatabase personal de la zona Para el correcto funcionamiento de DSAS resulta indispensable, por una parte, que las tablas de atributos de los ficheros de entrada sigan la estructura definida por la aplicación, incluyendo en un nuevo campo el formato de fecha (DATE_) solicitado por el programa (mes/día/año) (Fig. 4.5). Al mismo tiempo, debemos incluir en las tablas de datos una
  37. 37. 31 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor columna que haga referencia a la incertidumbre de los datos, que en este caso, tal y como se ha indicado en el apartado de obtención de los datos, es de 5m. Este es el error medio cuadrático estimado asociado a la metodología de obtención de las imágenes seguida, estimada en trabajos anteriores de Pardo et al., (2012). Fig.4.5.Requerimientosdelaslíneasdecosta. Fuente:Thieleretal.,2005. c) Línea base, baseline o línea de referencia. Para realizar el análisis de las líneas de costa resulta necesario definir una línea localizada paralelamente a ellas, y que se emplea como referencia para medir la evolución o cambios registrados entre las diferentes líneas de costa. Al mismo tiempo, esta línea se toma como base a la hora de generar los transectos. En este caso se opta por definir la línea base tierra adentro, lo cual se consigue mediante la realización de un buffer (se opta por 150m) sobre el conjunto de las líneas de costa. El resultado se recorta, dejando únicamente el fragmento de línea localizado tierra adentro, y que finalmente constituirá la baseline (Fig. 4.6). Fig.4.6.Buffersobreelconjuntodelíneasdelsector5paraobtenerlalíneadereferencia(Izq.)yconjuntodelíneasde costadelsector4(azul),lalíneadereferencia(verde)ylostransectos(rojo)(drcha.).
  38. 38. 32 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor d) Transectos. Con ayuda de DSAS definimos una serie de transectos perpendiculares a las líneas de costa, distribuidos de forma equidistante a largo de la baseline, y que permiten medir las diferencias de distancia registradas entre las intersecciones con las diferentes líneas de costa y la línea base (Fig. 4.6). Resulta necesario definir su localización, en este caso “on shore” o tierra adentro, de manera que los transectos serán creados en la dirección opuesta para así poder intersectar a las diferentes líneas de costa. Se ha optado por distribuir los transectos con una separación de 100m entre ellos, asegurándonos de que los transectos, de 500m de longitud, tienen una longitud suficiente para intersectar todas las líneas de costa. Este fichero, al igual que las líneas de costa y la baseline, también se inserta en la carpeta de la geodatabase. Fig.4.7.Generacióndelostransectosperpendicularesalabaseline,ypreparacióndelanálisis. Así se obtiene un conjunto de líneas de costa referenciadas espacial y temporalmente, localizadas en paralelo a la baseline, y cruzadas por los diferentes transectos (Fig. 4.6) Cuando ya se dispone de todos los datos indispensables se pasa a ejecutar DSAS.
  39. 39. 33 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Fig.4.8.LadistanciadesdelabaselineylafechadelaslíneasdecostapermiteaDSASrealizarelcálculodelosestadísticos delastasasdevariación.Fuente:Thieleretal.,2005. 4.3.5 Filtrado y eliminación de errores A la hora de proceder en nuestro análisis es importante destacar que hemos realizado una comprobación y filtrado de los datos. Una vez obtenidas las líneas de costa pasamos a realizar una comprobación de los valores obtenidos, llevando a cabo una tarea de filtrado y de eliminación de valores anómalos y erróneos. En primer lugar detectamos que en las zonas con desembocaduras y “golas” algunas de las líneas de costa se desvían siguiendo los cursos de agua que las originan, por lo que en caso de coincidir estas zonas con alguno de los transectos se opta por eliminarlo y descartar los resultados que podría llevar asociados. También se comprueba que a lo largo de los tramos de costa estudiados no aparezcan zonas incompletas en cuanto al número de líneas se refiere, faltando datos de algunas de las fechas, ya que ello alteraría el resultado de los análisis, haciendo necesario descartar esas zonas. Por otra parte, es importante destacar que en algunos tramos, como al sur del tramo localizado más al sur, se ha observado que la línea de costa describía formas claramente antinaturales, localizándose los puntos alternamente en la interfaz tierra/agua y mar adentro. Este error, posiblemente asociado a la rotura de las olas, ha hecho que se opte por no considerar el segmento de playa donde esto ocurre de forma generalizada (Fig. 4.9).
  40. 40. 34 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Fig.4.9.Errorregistradoenladeteccióndelalíneadecostaenelsector6. 4.3.6 Cálculo de resultados estadísticos mediante DSAS Para realizar los cálculos en DSAS se procede a cargar las líneas de costa pertenecientes a un mismo sector, tanto incluyéndolas a todas ellas en un shape conjuntamente para poder estudiar la evolución del sector, como incluyendo las pertenecientes a un mismo año para analizar los cambios intranuales. Asimismo se cargan la línea de referencia y los transectos. Una vez cargada toda la información necesaria, en los menús de DSAS se seleccionan estos ficheros necesarios para el análisis, especificando en el caso del shape de la línea de costa el campo que contiene la fecha (DATE_) y la incertidumbre. Finalmente, en el menú de cálculo de estadísticos de cambio seleccionamos los módulos Shoreline Change Envelope (SCE), Net Shoreline Movement (NSM), End Point Rate (EPR), Linear Regression Rate (LRR) y Least Median of Squares (LMS) (Fig. 4.10). El programa calcula los resultados estadísticos, que aparecen en formato de tabla (.dbf) dentro de la geodatabase personal en la que se está trabajando. Fig.4.10.SeleccióndelosestadísticoscalculadosenelanálisismedianteDSAS. Se generan dos tablas de resultados para cada grupo de líneas de costa analizadas (Fig. 4.11). La primera de ellas, conocida con el nombre “intersect” recoge la información referente a los puntos en que los transectos intersectan con las líneas de costa pertenecientes a diferentes fechas. Este fichero incluye información de la distancia a la línea de referencia a la que se encuentra cada una de las líneas en cada uno de los transectos, incluyendo las coordenadas en que se produce la intersección.
  41. 41. 35 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Fig.4.11.ResultadosdelanálisisdelaslíneasdecostarealizadoenDSAS.Laprimeratabla(“Intersect”)muestralos puntosdeintersecciónentrelaslíneasdecostaylostransectos,mientrasquelasegunda(“Rates”)muestraunresumen delosparámetrosestadísticos. Por otra parte, la segunda de las tablas de atributos, llamada “rates”, presenta los resultados de los diferentes parámetros estadísticos calculados por la aplicación. En el análisis con DSAS se emplean los estadísticos descritos por Thieler et al. (2005) siguientes, por considerar que son los que mejor se ajustan a los objetivos del estudio y aportan una información de mayor interés: – Net Shoreline Movement (NSM): Este estadístico muestra la distancia recorrida entre la línea de costa en la fecha más antigua y la más reciente, es decir, su movimiento neto (Fig. 4.12). Puede resultar de utilidad para definir una tendencia global. Fig.4.12.EjemplodelprocedimientodecálculodelestadísticoNSMporpartedeDSAS.Fuente:Thieleretal.,2005. - Line Regresion Rate (LRR): Este estadístico refleja el ajuste de una recta de regresión por mínimos cuadrados a todos los puntos del litoral de un transecto en particular, siendo la pendiente de la línea la que refleja la tasa de cambio. Se obtiene del cruce de las posiciones de las líneas de costa frente a las diferentes fechas, respetando su cronología,
  42. 42. 36 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor y realizando una regresión lineal simple de los puntos (Fig. 4.13). El valor de LRR suele ser un complemento útil del estadístico NSM, confirmando su tendencia. Los resultados positivos van asociados a tendencias acumulativas, mientras que los negativos se suelen asociar a zonas con una tendencia erosiva. – Shoreline Change Envelope (SCE): Representa el cambio total sufrido por la línea de costa, como una variación máxima independientemente de los años en que se produce. – End Point Rate (EPR): Es una tasa, fruto de dividir la distancia entre la línea de costa más reciente y la más antigua por el tiempo transcurrido entre los años estudiados. Fig.4.13.EjemplodelprocedimientodecálculodelestadísticoLRRporpartedeDSAS.Fuente:Thieleretal.,2005. Pese a que el análisis con DSAS permite obtener otros parámetros estadísticos como ECI (Confidence of End Point Rate), LSE (Standard Error of the Estimate), y R2, la mayoría de ellos reflejan fenómenos similares a SCE, EPR, LRR y NSM, descritos anteriormente, o bien describen su ajuste incertidumbre. De este modo, los cambios en la línea de costa pueden explicarse a través de estos últimos 4 parámetros, por lo que se decide no entrar a considerar el resto de parámetros al considerarlo innecesario para nuestros objetivos. Los resultados obtenidos en formato de tabla pasan a ser analizados en un procesador de cálculo tipo Excel, donde se calcula el promedio de los diferentes parámetros estadísticos para cada uno de los años en que se disponen líneas de costa, así como para el total del periodo 1984-2014.
  43. 43. 37 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Estos resultados ayudan a entender cuál es la evolución sufrida por la costa tanto a lo largo de un año como a más largo plazo, así como determinar si existen patrones erosivos o acumulativos en los diferentes sectores estudiados. La información recogida en los parámetros estadísticos que resulta de mayor interés se representa en forma de gráficas y mapas qué ayudan a interpretar visualmente la tendencia sufrida a lo largo de toda la costa. A nivel de gráficos se estudia la variación de NSM y LRR a lo largo de todo el periodo estudiado, mientras que se han elaborado mapas con los valores de NSM y LRR en los diferentes transectos, De forma complementaria se analiza la variación de la línea de costa para el conjunto de cada zona estudiada, mediante el cálculo de la distancia de la línea de costa a la baseline en el conjunto de transectos de cada zona. Esto se realiza a partir de la tabla “intersect” de resultados de DSAS, tomando como referencia la distancia existente a línea de costa durante la primera fecha de la que se tienen datos, a partir de la cual se determina si la variación sufrida ha sido positiva o negativa, alejándose o acercándose a la baseline. Otro parámetro que es posible obtener a partir de las líneas de costa es la variabilidad existente entre las líneas pertenecientes a un mismo año, medida como la desviación estándar de los cambios en la distancia existente entre cada una de las líneas y la línea base, en la intersección con los diferentes transectos. Estas desviaciones estándar se obtienen con la ayuda del cálculo de estadísticas que el mismo ArcMap posee a partir de las tablas “intersect”, para todos los años del periodo de estudio utilizando la herramienta “summarize”. 4.2 Granulometrías del sedimento de las playas El estudio sedimentológico del proyecto aparece centrado en la realización de análisis granulométricos del sedimento presente en las diferentes zonas de litoral que son objeto de estudio, dada la relación existente entre la morfodinámica de las playas y sus características sedimentológicas. Mediante estos análisis se pretende estudiar la frecuencia con que aparecen granos de diferentes dimensiones en las playas estudiadas. La granulometría puede aportar información sobre los procesos de erosión y transporte que tienen lugar en el entorno, así como sobre el origen de los sedimentos. En este caso se busca analizar los materiales de las playas, arenosos en todos los casos. Para alcanzar este objetivo, el método propuesto es la separación de los diferentes tamaños con la ayuda de una columna de tamices.
  44. 44. 38 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor 4.2.1 Muestreo Se ha llevado a cabo una toma de un total de 36 muestras (18 en los sectores 4, 5 y 6) mediante diferentes salidas de campo llevadas a cabo durante el mes de abril de 2015, en diferentes transectos de las playas, localizados cerca de los extremos de cada uno de los 3 sectores estudiados, y tomando la arena en tres puntos de cada uno de ellos, de forma perpendicular a la línea de costa: en la zona de rompiente, en el estrán, y al pie de duna (o en caso de que la playa no presente, en la zona más alejada de la orilla) (Tabla 4.3, Fig. 4.14). La localización de los puntos de muestreo también obedece a la elección llevada a cabo por Sanjaume (1985), intentando un acercamiento a sus puntos de muestreo para así poder realizar comparaciones entre los resultados de ambos estudios. Se ha optado por realizar únicamente dos transectos en cada uno de los sectores estudiados, ya que éstos tienen una longitud relativamente corta, sin elementos como desembocaduras, formaciones rocosas o construcciones antrópicas que a priori podrían generar un cambio en la naturaleza de los sedimentos a lo largo del segmento. Las muestras se han tomado siempre a una profundidad cercana a los 10-20 cm de forma manual, retirando previamente el material superficial (Sanjaume, 1985). Tabla 4.3. Puntos de muestreo sobre el rompiente de la playa. Transecto Coordenadas Zona Transecto Playa X Y 4 Norte L'Auir (Gandia) 743920 4324125 4 Sur Gandia Nord 745435 4321755 5 Norte Piles Norte 749690 4315590 5 Sur Piles Sur 750530 4314625 6 Norte Terranova (Oliva) 752575 4312400 6 Sur L'aigua blanca (Oliva) 754290 4310725 4.2.2 Procesado de las muestras El procesado las muestras se realizó en el laboratorio de la Facultad de Geografía e Historia de la Universidad de Valencia. En primer lugar se llevó a cabo el secado de las muestras, mediante la deposición de la arena sobre papel de filtro, en cubetas de aluminio, exponiéndolas a temperatura ambiente y al sol, hasta eliminar completamente la humedad (Fig. 4.15).
  45. 45. 39 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Fig.4.14.Lostransectosselocalizanperpendicularmentealalíneadecostaapartirdelospuntosindicadosenlosmapas Fig.4.15.Tomademuestrasdesedimento(Izq.)ysecadodelasmismasenellaboratorio(drcha.).Autor:CarlosCabezas. Fig.4.16.Torredetamices.Autor:CarlosCabezas.
  46. 46. 40 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Una vez secas, 100g de cada una de las muestras han sido tamizados durante 15 minutos mediante una columna de tamices (Fig 4.16), dispuestos con una luz de malla cada vez menor, permitiendo una separación de las distintas fracciones de sedimento y conocer en qué porcentaje se encuentran. A partir de los diferentes diámetros de luz de malla de los tamices, expresados en milímetros, se calcula el valor en la escala de Φ (Krumbein, 1934). Los tamices empleados cuentan con una luz de malla que va desde 1400 µm (-0,5 Φ) de la parte superior hasta los 63 µm (4 Φ) de la inferior (Tabla 4.4). Una vez realizado el tamizado se procede a pesar los sedimentos que han quedado retenidos por los diferentes tamices. Considerando estas cantidades retenidas, junto la cantidad de sedimento exacta que se ha introducido en la columna (algo superior a 100 g), se calculan los porcentajes de sedimento que se encuentran de cada tamaño. Tabla 4.4. Luz de malla de los tamices expresada en µm y Φ. Diámetro (µm) Φ 1.400 -0,5 1.000 0,00 900 0,15 710 0,5 400 1,32 224 2,16 180 2,5 125 3 90 3,5 63 4 4.2.3 Estudio de los resultados Los resultados se han representado mediante histogramas de frecuencia y curvas de distribución acumuladas. El programa GRADISTAT (Blott y Pye, 2001) ha sido empleado en esta etapa del proceso, agilizando el proceso de obtención de resultados. La nomenclatura empleada para interpretar los parámetros es la de Folk y Ward (1957), obteniendo diferentes índices granulométricos de interés al analizar cambios en el sedimento (Friedman y Sanders, 1978).
  47. 47. 41 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Los parámetros considerados en el análisis del sedimento principalmente el valor medio del tamaño del sedimento (2), el grado de clasificación, la curtosis (3), y el grado de asimetría (4), ya que son comúnmente utilizados para describir la textura y forma del grano, pudiendo ayudar a determinar cambios y evolución del sedimento (Batman y Dougherty, 1997). (2) (3) (4) Fórmulasparaelcálculode:tamañomediodelsedimento(2), asimetría(3)ycurtosis(4),dondePeseldiámetrode granoenelpercentilx (BlottyPye,2001). Se presta especial atención a la media del tamaño de las partículas en las diferentes zonas de la playa, ya que es este el parámetro que se considerará al realizar un análisis conjunto con las pendientes y las variaciones en la línea de costa intranualmente. Se ha optado por elegir este parámetro ya que representa con bastante eficacia el tamaño de sedimentos que se encuentra en cada una de las zonas. 4.3 Cálculo de las pendientes de las playas El análisis del comportamiento de la línea de costa en el presente estudio aparece complementado con datos referentes a las pendientes de las playas estudiadas, poniendo especial atención sobre el frente de playa, es decir, sobre los primeros metros, la zona de rompiente o swash. Para ello partimos del modelo digital de elevaciones (MDE) suministrado por el Institut Cartogràfic Valencià (terrasit.gva.es/es/descargas). Este modelo, en formato raster y de 1m de precisión, fue obtenido en el año 2009 a partir de datos LIDAR, y muestra la elevación de cada uno de los píxeles. Dado que los ficheros cubren una superficie muy grande de terreno, su manejo en el programa SIG es lento y poco eficiente, más aun considerando que tan sólo resulta interesante para este propósito la información contenida en una pequeña franja en la interfaz tierra/agua. De este modo, se opta por recortar los ficheros, realizando previamente un buffer de 150m en torno a las líneas de costa, que será empleado de molde en un “Clip” o recorte posterior del MDE (Fig. 4.17).
  48. 48. 42 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Fig.4.17.BuffersobreelMDEde150mentornoalaslíneasdecosta. Debido a que los diferentes sectores presentan longitudes no muy elevadas, se considera innecesario realizar una división en diferentes tramos más pequeños. La reducción de tamaño de ficheros realizada permite, ahora sí, trabajar con fluidez suficiente en el programa GIS. En este punto se pasa a calcular la pendiente a lo largo de la superficie de las playas mediante la herramienta “Slope”. Fig.4.18.Curvasdenivelobtenidascada10cmapartirdelMDE.Permitendeterminarposteriormentelalíneadecosta. Asimismo, para poder delimitar con mayor exactitud la extensión de las playas se plantea una extracción de las curvas de nivel. Para ello, se utiliza en el software SIG la herramienta “Contour”, generando curvas de niveles cada 10 cm a partir de los datos de altitud del MDE (Fig. 4.18). Las curvas de nivel obtenidas nos ayudan a trazar la línea de la orilla y, al mismo tiempo y con ayuda de una ortofoto, delimitamos toda la extensión de la playa, hasta zonas con vegetación, cordones dunares o construcciones. Al delimitar la playa en sus límites con el mar y tierra adentro, conociendo los valores de altitud en ambas zonas, es posible llevar a cabo un cálculo de la pendiente total de la misma. No obstante, resulta especialmente
  49. 49. 43 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor útil conocer la pendiente existente en los primeros metros de playa, en el llamado beachface o frente de playa. Estudios previos realizan el cálculo de la pendiente considerando los primeros 5 m de playa (Pardo et al., 2014), por lo que también se toma esta distancia al considerarla como representativa. Para poder considerar la pendiente existente en estos primeros metros se vuelve necesario generar una línea localizada a 5 m de distancia, lo que se realiza mediante un buffer a partir de la línea de costa determinada anteriormente, de cuyo resultado únicamente se emplea la línea paralela generada tierra adentro (Fig. 4.17). Fig.4.19.Definicióndelatotalidaddelasuperficiedelaplaya(Izq.).Líneadecostaybufferde5masualrededor,que permiteobtenerlapendientedelbeachface. Una vez delimitada la superficie total de la playa y el beach face mediante líneas, se toman los transectos generados en DSAS, equidistantes y perpendiculares a la línea de costa, para determinar los puntos en que se tomarán datos de altitud. Para facilitar la obtención de la información se genera una capa de puntos, en la que éstos se localizan sobre las intersecciones de las capas de líneas de transectos, línea de costa, beach face y beach back. Una vez localizados los puntos, la herramienta “Extract by point” permite recopilar los datos de altitud de forma rápida. A partir de los datos de altitud se resta la altitud de la línea de costa a la de las líneas de beach face y beach back. De los resultados, por trigonometría se obtienen las pendientes a lo largo de la playa (1), expresadas como tangente de α, en las intersecciones con los diferentes transectos, tanto para para los primeros 5m de la playa como para la totalidad de la misma, es decir, hasta el pie de duna. tan α = 𝐻𝑡−𝐻𝑚 5 (1)siendoHtlaaltura5mtierraadentrooalpiededuna,yHmlaalturaenlalíneadecosta
  50. 50. 44 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Fig.4.20.Puntosa5m(verde)ysobrelalíneadecosta(morado),cuyaaltitudseutilizaparacalcularlapendientedela playa.LostransectosgeneradosporDSAS(amarillo),localizadoscada100m,sirvendeguía. 5.Resultados Los resultados se muestran agrupados en tres apartados: en primer lugar se muestra el análisis realizado sobre los cambios registrados por la línea de costa, seguidamente se muestra el resultado del análisis sedimentológico, para por último presentar los resultados del estudio de las pendientes de las playas. 5.1 Evolución de las líneas de costa En primer lugar se analizan los cambios sufridos por la línea de costa en las tres zonas estudiadas, tanto a nivel interanual considerando la totalidad del periodo 1984 – 2014, como a nivel intranual, a partir de los valores estadísticos obtenidos con la herramienta DSAS. 5.1.1 Cambios interanuales. Evolución de las líneas de costa a largo plazo Se ha optado por presentar los valores obtenidos a lo durante el periodo 1984-2014 de NSM y LRR en los diferentes transectos de la zona 4 (Gandia), 5 (Piles) y 6 (Oliva) (Fig. 5.1 – 5.6). En el caso del NSM se diferencian por colores los lugares en que el movimiento neto de la línea de costa presenta valores positivos (acumulación) y negativos (erosión), señalando asimismo los puntos en que el NSM presenta valores máximos y mínimos de erosión y de acreción, mientras que en el caso de LRR, se distingue entre los valores, positivos, negativos, máximos y mínimos del estadístico.
  51. 51. 45 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor También se ha plasmado la evolución de los estadísticos NSM a lo largo del periodo 1984-2014, mostrando sus valores anuales fruto de analizar la variación de las líneas existente en cada uno de los años (Fig 1-3 del Anexo III). Por otra parte se muestra la variación media de la línea de costa en cada una de las de las zonas, considerando de forma conjunta la posición en todos los transectos. Para ello se calcula el cambio de posición de la línea de costa a lo largo de las fechas en que se dispone de datos, tomando como posición inicial de referencia la de la primera de las fechas con datos, en 1984. Estas figuras ayudan a comprender cómo ha tenido lugar la erosión o acreción y qué tendencia han seguido a lo largo del tiempo, en lugar de mostrar únicamente un resultado para el periodo global (Fig. 5.7). Realizando un análisis por zonas, se determina que el comportamiento seguido es el siguiente: Zona 4 - Gandia Para la zona número 4, que incluye las playas de Gandia Nord y l’Auir, se cuenta con un total de 37 transectos, optando por eliminar el localizado más al norte al presentar anomalías en los datos asociadas a la desembocadura del río Vaca. Atendiendo a los valores registrados de NSM se puede decir que la zona ha sufrido dos tendencias enfrentadas, de forma que mientras que la parte norte del segmento estudiado ha sufrido globalmente un proceso erosivo, la parte sur, más cercana al puerto de Gandia, ha gozado de un proceso acumulativo, que ha alcanzado máximos de 14 m de acreción en la parte central de la playa de Gandia Nord. La comparativa con los valores de LRR, positivos en la parte sur del segmento y superiores a los 0,25 m/año, con los máximos en los transectos más cercanos al puerto, refuerza la idea de la existencia de acreción en esta zona, mientras que los valores de LRR negativos, aunque de una magnitud inferior a los 0,25 m/año en la mayoría de los casos, obtenidos en la parte norte, complementan la idea de que los segmentos localizados más hacia el norte, en la playa de l’Auir, sí sufren de cierto retroceso de la línea de costa. La figura 5.7 considera la evolución fecha a fecha de la línea de costa, considerando toda la zona en su conjunto. Se observa que las oscilaciones son muy marcadas entre las posiciones de la costa tomadas a lo largo de un año, destacando que se llegan a alcanzar retrocesos puntuales, asociados al periodo entre mitad del otoño y mitad de la primavera.
  52. 52. 46 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Según la evolución registrada, la zona presenta un patrón de cierta acreción, aunque éste no es muy acentuado si se la considera en conjunto. Fig5.1.ValoresdeNSMenlazona4considerandoelperiodo1984–2014.
  53. 53. 47 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Fig5.2.ValoresdeLRR(m/año)enlazona4considerandoelperiodo1984–2014.
  54. 54. 48 Análisis de la línea de costa y su relación con los parámetros morfológicos en playas de la Safor Zona 5 – Piles Sobre la playa de Piles se ha realizado el análisis a partir de 17 transectos, optando por descartar el localizado más al sur, influenciado por la desembocadura de un barranco que desvirtuaba los resultados obtenidos. Se trata de una playa oscilante a nivel longitudinal, lo cual se traduce en la inexistencia de una tendencia evolutiva clara de la playa, alternando transectos con valores de NSM positivos y negativos (Fig. 5.3). Al mismo tiempo, el valor de LRR es negativo en todos los transectos, registrando la mayoría de ellos valores asociados a un retroceso mayor a los 0,25 m/año (Fig 5.4). Analizando la evolución de la línea de costa para la zona en conjunto a lo largo del periodo de estudio (Fig 5.7) se observa una estabilidad en la línea de costa desde el primero de los datos, en 1984, hasta la década del 2000, con un marcado retroceso en el año 2002, seguido de estabilidad hasta el año 2009, a lo largo del cual se registró una acreción en la playa para, posteriormente, volver a posiciones anteriores asociadas a un cierto retroceso, aparentemente interrumpido de nuevo durante el año 2013 donde temporalmente se registró una progradación. Analizando el periodo en conjunto parece haberse registrado una tendencia erosiva moderada en esta zona desde los años 80. Zona 6 – Oliva Respecto a la zona 6, que engloba diferentes playas al sur del puerto de Oliva, se ha optado por eliminar el grupo de transectos localizados más al sur, disponiendo para el análisis final de los 30 transectos localizados más al norte. A nivel general parece existir una tendencia acumulativa, aunque no muy marcada, pues la mayoría de transectos presentan valores de NSM positivos, con magnitudes mayores que los negativos (Fig. 5.5), siendo el máximo valor de acreción de 16m (localizado en la parte norte de la zona), mientras que el de máxima erosión de tan sólo 4m. No obstante, los valores de LRR son negativos en casi todos los transectos estudiados, apareciendo una tendencia marcadamente diferente entre la parte norte del segmento, en cuyo extremo aparecen los únicos transectos con LRR positivo, y los LRR negativos tienen valores pequeños, mientras que en la parte sur la totalidad de los transectos presenta valores de LRR más marcadamente negativos, que irían asociados a tendencias erosivas (Fig 5.6).

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