Coastal vulnerability assessment of Santa Catarina´s beaches to waves using a multicriteria index

A manifestação de danos em infraestruturas costeiras decorrente da ação de ondas tem estimulado avaliações de vulnerabilidade para fins de gestão integrada da costa. Os municípios costeiros do Estado de Santa Catarina concentram 28% de sua população e sua interface com o oceano é predominantemente composta por praias arenosas dominadas por ondas. Impactos costeiros relacionados a processos dominados por ondas, sobretudo às escalas local e regional, podem ser ainda mais danosos do que os ocasionados por processos naturais de larga escala (p. ex., a subida do nível do mar). A abordagem utilizada neste estudo consiste na definição de um índice multicritério de vulnerabilidade a ondas de maior frequência de ocorrência e de tempestade para o litoral de Santa Catarina. O índice de vulnerabilidade (IVC) foi obtido a partir da integração entre o índice de capacidade adaptativa, composto por variáveis socioeconômicas e de ocupação (área ocupada, distância entre a ocupação e a linha de costa, número de residentes, renda por residente e número de domicílios de uso ocasional), e o índice de suscetibilidade - composto por variáveis do meio físico (altura significativa de onda, gradiente de deriva litorânea potencial, largura de praia, elevação e declividade). A dinâmica costeira resultante da incidência de ondas sobre as manchas urbanas na área em perigo é analisada através de produtos de modelagem numérica, integrados às demais variáveis em ambiente de Sistema de Informação Geográfica (SIG). A relevância das variáveis na composição do índice foi avaliada pelo método de decisão multicritério AHP (analytic hierarchy process). As variáveis e os índices foram representados em cinco classes de vulnerabilidade (muito baixa, baixa, média, alta e muito alta) nos setores do Plano Estadual de Gerenciamento Costeiro (GERCO/SC). Com base na opinião de especialistas, as variáveis físicas foram consideradas mais relevantes do que as socioeconômicas. Os setores mais suscetíveis e vulneráveis são: centro-sul, sul, norte, centro-norte e centro, respectivamente. Já os setores de menor capacidade adaptativa são: centro-norte, centro, norte, centro-sul e sul, respectivamente. A baixa presença de residentes e ocupações na área em perigo, bem como as maiores distâncias entre a ocupação e a linha de costa - variáveis utilizadas na determinação da capacidade adaptativa e que favorecem a redução da vulnerabilidade - apresentaram um papel secundário na determinação do IVC para os setores centro-sul e sul. Os setores ao norte do Estado são menos suscetíveis e vulneráveis, todavia se encontram intensamente ocupados em praias com menores larguras de faixa de areia, terrenos planos e com baixa declividade (segmentos de maior suscetibilidade). A maior ocorrência de danos por erosão e inundação, atualmente observada ao norte do Estado, pode ser facilmente revertida caso haja a expansão de áreas ocupadas próximo às linhas de costa dos setores centro-sul e sul, tendo em vista a alta suscetibilidade e os baixos valores de renda e de segunda-moradia encontrados ao sul do Estado.The occurrence of coastal infrastructure damage due to wave action has been promoting vulnerability assessments for integrated coastal management. Santa Catarina\'s coastal municipalities concentrate 28% of the state\'s population and the interface between the coastline and the ocean is predominantly composed by wave-dominated sandy beaches. Coastal impacts related to wave-dominated processes, especially at local and regional scales, can produce more damaging effects than large-scale natural processes (e. g., sea level rise). The approach suggested in this study consists of defining a vulnerability multicriteria index, for Santa Catarina\'s coastline, to waves with higher frequency of occurrence and to storm wave events. The coastal vulnerability index (IVC) was obtained by integrating the adaptive capacity index, composed by socioeconomic and occupational variables (constructed area, distance between human settlements and shoreline, number of residents, income per capita and number of households for occasional use), and the susceptibility index - consisting of environmental variables (significant wave height, potential longshore drift gradient, beach width, coastal elevation and slope). The resulting coastal dynamics from nearshore wave incidence is analyzed through the application of a numerical model, integrated with the other variables by geoprocessing techniques in a Geographic Information System (GIS) environment. The variables\' relevance in the index formula was obtained by the analytic hierarchy process (AHP). Variables and indices were hierarchized in five vulnerability classes (very low, low, medium, high and very high) and represented in the sectors from the State Coastal Management Plan (GERCO/SC): north, center-north, center, center-south and south. Based on specialists\' opinion on the determination of vulnerability, physical/environmental variables were considered more relevant than socioeconomic variables. The most susceptible and vulnerable sectors are: center-south, south, north, center-north and center, respectively. Sectors with the lowest adaptive capacity are: center-north, center, north, center-south and south, respectively. The low number of residents and settlements in the endangered area, as well as the greater distances between occupied area and the shoreline - variables used to determine adaptive capacity and that contribute to reduction of vulnerability - played a secondary role in the CVI\'s determination for the center-south and south sectors. The northern sectors of the state are less susceptible and vulnerable; however, they are intensely occupied in beaches with smaller beach width, lower elevation and slope (segments with higher susceptibility degrees). The highest occurrence of erosion and flood damage, currently observed at the north of the state, can easily be reversed in case of expansion of settlements near the center-south and south sectors, as a function of the higher susceptibility degrees and lower income per capita and number of households of occasional use found at the south of the state