Publication: Assessment and projections of sediment budget resilience in Marbella, Spain
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This paper discusses how the beaches of Marbella, on the southwestern Mediterranean coast of Spain, may no longer stay in their natural resilience envelope due to a critically delicate natural sediment transport balance and a degree of artificialization that has entered the whole sedimentary system into a new resilience state. The combination of vigorous terrain and millenary human action and disruptions across and alongshore on the coastline have increased stress on sediment availability. Although sediment circulation in the coastal cell has often been studied, the investigation of the connection between soil loss and river sediment transport and retention at a major dam remains a challenge. In this article, a first-order sediment yield prediction was established by using a GIS-based model applied to the area’s main river basin, and validation of model results is provided by empirical measurements of sedimentation in the main reservoir lake of La Concepción using Differential Global Positioning System (D_GPS)/Echo-sounder combination and measurements from remotely piloted aircraft compared with preconstruction blueprint topography documenting spot heights where sediments accumulated or eroded over 50 years. The marine circulation is interpreted from previous research by the authors that established a source-sink pattern similar to the Atlantic platform- fed marine system that originated the significant Cabopino dunes. The significant erodibility that we have estimated seems matched by potentially high sediment accumulation rates along selected profiles and spot heights across the bottom of the reservoir lake, and, in combination with the marine circulation model, our results identify that sediment budget key elements in Mediterranean settings, such as soil loss, sediment entrapment in reservoirs, and the coastal marine circulation, are in a state of deficit that suggests that the resilience envelope is surpassed and the system as a whole is entering a new resilience state in which the engineering factor is key. Some ecosystem services, such as the protection offered by the natural resilience of the beach and dune system of Cabopino, are no longer recoverable in the current artificialization state of the system as a whole.
Doctoral program
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RNM 911 Research Group of the Plan Andaluz de Investigación.
Description
En este artículo se analiza cómo las playas de Marbella, en la costa mediterránea suroccidental de España, pueden no permanecer en su envoltura de resiliencia natural debido a un equilibrio de transporte de sedimentos natural críticamente delicado y a un grado de artificialización que ha llevado a todo el sistema sedimentario a un nuevo estado de resiliencia. La combinación de un terreno vigoroso y la acción humana milenaria y las perturbaciones a lo largo y ancho de la costa han aumentado la presión sobre la disponibilidad de sedimentos. Aunque la circulación de sedimentos en la célula costera se ha estudiado a menudo, la investigación de la conexión entre la pérdida de suelo y el transporte y la retención de sedimentos fluviales en una presa importante sigue siendo un desafío. En este artículo, se estableció una predicción de producción de sedimentos de primer orden utilizando un modelo basado en SIG aplicado a la cuenca fluvial principal del área, y la validación de los resultados del modelo se proporciona mediante mediciones empíricas de sedimentación en el lago del embalse principal de La Concepción utilizando la combinación del Sistema de Posicionamiento Global Diferencial (D_GPS) / Ecosonda y mediciones de aeronaves pilotadas de forma remota en comparación con la topografía del plano previo a la construcción que documenta las alturas de los puntos donde los sedimentos se acumularon o erosionaron durante 50 años. La circulación marina se interpreta a partir de investigaciones previas de los autores que establecieron un patrón fuente-sumidero similar al sistema marino alimentado por la plataforma atlántica que originó las importantes dunas de Cabopino. La significativa erodibilidad que hemos estimado parece corresponderse con tasas de acumulación de sedimentos potencialmente altas a lo largo de perfiles seleccionados y alturas puntuales en todo el fondo del lago del embalse y, en combinación con el modelo de circulación marina, nuestros resultados identifican que los elementos clave del presupuesto de sedimentos en entornos mediterráneos, como la pérdida de suelo, el atrapamiento de sedimentos en los embalses y la circulación marina costera, están en un estado de déficit que sugiere que la envoltura de resiliencia se ha superado y que el sistema en su conjunto está entrando en un nuevo estado de resiliencia en el que el factor de ingeniería es clave. Algunos servicios ecosistémicos, como la protección que ofrece la resiliencia natural del sistema de playas y dunas de Cabopino, ya no son recuperables en el estado actual de artificialización del sistema en su conjunto.
Bibliographic reference
Malvarez, G., Navas, F., & del Rio, J. L. (2022). Assessment and projections of sediment budget resilience in Marbella, Spain. Frontiers in Marine Science, 9, 933994.