Monitoring retreat of coastal sandy systems using geomatics techniques: Somo beach (Cantabrian Coast, Spain, 1875-2017)

Abstract

Se analizaron la dinámica y la evolución de un sistema arenoso costero en los últimos 142 años (1875-2017) mediante técnicas geomáticas (cartografía histórica, fotogrametría, topografía y escaneo láser terrestre (TLS)). El sistema continuo de playas y dunas es una barrera de arena confinada muy activa que cierra un sistema de estuarios en el que las infraestructuras y las viviendas costeras sufren daños. Las técnicas empleadas y las fuentes documentales se refieren a la cartografía histórica, la digitalización de la curva de 5 m de nivel en los mapas de 1875, 1908, 1920, 1950 y 1985; los vuelos fotogramétricos de 1985, 1988 y 2001 sin certificados de calibración, digitalizando sólo la parte superior del frente de arena; vuelos fotogramétricos de 2005, 2007, 2010 y 2014, utilizando la restitución fotogramétrica de la curva de 5 m de nivel; perfiles topobiométricos realizados mensualmente entre 1988 y 1993 utilizando una estación total; un escáner láser terrestre (TLS) desde 2011 mediante dos mediciones anuales; y los datos meteorológicos del período 1985-2017. El retroceso del complejo arenoso fue causado por tormentas invernales con grandes olas y oleajes de más de 6 m, que coincidieron con períodos que demostraron un alto rango de mareas de más de 100 y períodos con un gran número de fuertes tormentas. El retroceso fue de 8 m entre diciembre de 2013 y marzo de 2014. El cambio general de la línea costera entre 1875 y 2017 fue de aproximadamente 415 m de retirada en la playa de Somo. Los procesos erosivos en la duna de proa implicaron el afloramiento del acantilado rocoso en 1999 y 2014, que se convirtió en un acantilado rocoso continuo sin arenas. Para conocer la reciente evolución costera y sus consecuencias en el medio ambiente humano, las técnicas geomáticas combinadas y las futuras series de datos TLS pueden conducir a mejorar el conocimiento de los cambios costeros en el contexto de los cambios del nivel del mar y los cambios mundiales.

The dynamics and evolution of a coastal sandy system over the last 142 years (1875–2017) were analyzed using geomatics techniques (historical cartography, photogrammetry, topography, and terrestrial laser scanning (TLS)). The continuous beach–dune system is a very active confining sand barrier closing an estuarine system where damage is suffered by coastal infrastructures and houses. The techniques used and documentary sources involved historical cartography, digitalizing the 5-m-level curve on the maps of 1875, 1908, 1920, 1950, and 1985; photogrammetric flights of 1985, 1988, and 2001 without calibration certificates, digitalizing only the upper part of the Sandy front; photogrammetric flights of 2005, 2007, 2010, and 2014, using photogrammetric restitution of the 5-m-level curve; topo-bathymetric profiles made monthly between 1988 and 1993 using a total station; a terrestrial laser scanner (TLS) since 2011 by means of two annual measurements; and the meteorological data for the period of 1985–2017. The retreat of the sandy complex was caused by winter storms with large waves and swells higher than 6 m, coinciding with periods demonstrating a high tidal range of over 100 and periods with a large number of strong storms. The retreat was 8 m between December 2013 and March 2014. The overall change of the coastline between 1875 and 2017 was approximately 415 m of retreat at Somo Beach. The erosive processes on the foredune involved the outcrop of the rock cliff in 1999 and 2014, which became a continuous rocky cliff without sands. To know the recent coastal evolution and its consequences on the human environment, the combined geomatic techniques and future TLS data series may lead to the improvement in the knowledge of shoreline changes in the context of sea level and global changes.