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Colloque 611 - Adaptation aux changements climatiques et à l’augmentation du niveau de la mer en zones côtières : une perspective mondiale, ACFAS 2014, Montréal, 12 mai 2014. Diagnostic de vulnérabilité intégrée aux changements côtiers à l’échelle des communautés. Ursule Boyer-Villemaire, UQAR

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diagnostic de vuln rabilit int gr e aux changements c tiers l chelle des communaut s

Colloque 611 - Adaptation aux changements climatiques et à l’augmentation du niveau de la mer en zones côtières : une perspective mondiale,ACFAS 2014, Montréal, 12 mai 2014

Diagnostic de vulnérabilité intégrée aux changements côtiers à l’échelle des communautés

Ursule Boyer-Villemaire, UQAR

Pascal Bernatchez, UQAR

J. Andrew G. Cooper, U. Ulster

Javier Benavente, U. Cádiz

slide2

Carleton&Maria, MRC Avignon, Baie des Chaleurs, Québec (CAN)

AVI

Vulnérabilité

Condition résultant de facteursphysiques, sociaux, économiques ou environnementaux qui prédispose les éléments exposés à la manifestation d’un aléa à en subir des préjudices ou des dommages.

Stratégie des Nations Unies pour la prévention des catastrophes

Kilkeel, Co. Newry & Mourne, Northern Ireland (UK)

KIL

Maritime tempéré froid

CHI

Chipiona, Cádiz, Andalucía (Spain)

Maritime tempéré

Océanique mediterranéen

limites des m thodes existantes
Limites des méthodes existantes
  • Mélange sensibilité/vulnérabilité
  • Approches multi-critères trop aggrégées
  • Absence du point de vue écosociosystémique (ESS)
  • Négligence de l’aléa d’érosion
  • Un seul type de côte
  • Un seul système institutionnel
  • Négligence de plusieurs facteurs socio-économiques locaux, notamment les perceptions des risques, de la gouvernance des risques
  • Nécessité de travailler à l’échelle des communautés (community-based)
  • Difficulté d’opérationnalisation et d’utilisation par les gestionnaires

Anderies et al., 2004; Hinkel, 2011; Dawnson et al., 2009; Kont et al., 2008; del Rio et Gracia, 2009; Hart and Knight, 2009 ; Meur-Férec et al., 2008

Élaborer une méthode d’évaluation de la vulnérabilité côtière

à l’échelle des communautés, d’un point de vue ESS

r sultats topologie des facteurs
Résultats:Topologie des facteurs

(Ionescu et al., 2009; McFadden et al., 2007)

V(t) = Impacts(t) – Adaptation(t-1)

(V) pour unattributd’unsystèmeà unstressà untempsdonné(t)

Inter-échelle

Füssel, 2007

r sultats m thodologie mixte et int gr e
Résultats: Méthodologie mixte et intégrée

Externe

IB

IS

Interne

EB

ES

Barre d’outil

DSAS 4.3

(USGS)

Dans ArcGIS 10

r sultats m thodologie mixte et int gr e1
Résultats: Méthodologie mixte et intégrée

IB

IS

Modifiedfrom Brown and Reed, 2009

1

EB

ES

Exemple: Valeur esthétique, entre Greencastle et Kilkeel

2

3

4

r sultats m thodologie mixte et int gr e2
Résultats: Méthodologie mixte et intégrée

IB

IS

EB

ES

4 axes de recherche principaux (recherche documentaire/entrevues)

  • Schéma d’aménagement par et pour la communauté incluant les risques côtiers?
  • Réglementation de protection/entretien pour certains types de côtes?
  • Réglementation des futurs développement selon le type de côte?
  • Autres adaptations (positives)?
r sultats m thodologie mixte et int gr e4
Résultats: Méthodologie mixte et intégrée

IB

IS

EB

ES

Intention

Actions

Stratégie

Participation

Monitoring

Apprentissage

Décision

Évaluer les problèmes

Évaluer les options

r sultats m thodologie mixte et int gr e6
Résultats: Méthodologie mixte et intégrée
  • Gestion des risques

avant/pendant/après

prévention, préparation

  • Adaptation aux changements climatiques

événements extrêmes,

changements graduels,

changements futurs

IB

IS

EB

ES

r sultats identification des facteurs locaux et pistes d adaptation
Résultats: Identification des facteurs locaux et pistes d’adaptation
  • Kilkeel, UK

IB

IS

EB

ES

  • EB:
  • -Tendances régionales projetées à la hausse
      • Nécessité de suivirégional
r sultats identification des facteurs locaux et pistes d adaptation1
Résultats: Identification des facteurs locaux et pistes d’adaptation
  • Kilkeel, UK

IB

IS

  • IB:
    • -Côtes meubles et en recul et possibilité de multiplication des enjeux exposés si les tendances régionales projetées se manifestent
      • Nécessité de suivi local
      • Nécessité de cartographie officielle de l’érosion

EB

ES

r sultats identification des facteurs locaux et pistes d adaptation2
Résultats: Identification des facteurs locaux et pistes d’adaptation
  • Kilkeel, UK

IB

IS

  • IS:
  • -Enjeux immédiats:
      • Cartographie des enjeux à risque d’érosion, prévention et préparation en sécurité civile, gestion des côtes meubles
    • -Enjeux potentiels: Routes et bâtiments exposés
    • Stratégies d’adaptation des routes et bâtiments
    • -Cellules moteurs économiques (tourisme) fortement vulnérables + peu d’actions concrètes
    • -Peu d’adaptations locales positives, peu de réglementation locale
    • Stratégies d’adaptation communautaires, rôle d’organismes locaux (Mourne Heritage Trust)
    • -Perception intermédiaire des risques, mais problème au plan de la cohérence entre citoyens et gestionnaires + absence de participation locale
      • Besoins sensibilisation, communication, concertation

EB

ES

r sultats identification des facteurs locaux et pistes d adaptation3
Résultats: Identification des facteurs locaux et pistes d’adaptation
  • Kilkeel, UK

IB

IS

  • ES:
    • -Plans d’aménagement faits à distance
    • -Utilité du « coastal forum »?
    • -Peu de connection avec la sécurité civile
    • Réflexion sur la gouvernance inter-échelle et collaboration interministérielle
    • -En attente de la Loi de la Côte depuis >10ans
    • Clarification du cadre législatif

EB

ES

discussion et conclusions
Discussion et conclusions
  • Méthodologie mixte couvre un plus grand ensemble de facteurs
    • Portrait global, 4 mois de terrain / communauté
    • Production d’outils visant les usagers (excel)
  • Retour dans les communautés: bien accueilli
    • Établit un réseau minimal; identification des champions locaux
discussion et conclusions1
Discussion et conclusions
  • Limites: Indicateurs: agrégation des variables
  • Amélioration de la résolution spatiale possible
  • Phase 2: Co-construction d’autres stratégies/scénarios/priorisation/cascades d’adaptation ?
remerciements

Baie des Chaleurs 2010/12/6-14

Remerciements

Source: C. Fraser, Chaire de recherche en géoscience côtière.

ursulebv@gmail.com

À surveiller: présentations au Colloque 617 sur les risques naturels

Vulnérabilité et stratégies d’adaptation pour les routes côtières

Mercredi 14 mai, 10h & 16h30

abstract
Abstract
  • Les villages faisant face aux aléas d’érosion côtière et de submersion sont nombreux dans l’Est du Québec. Pour identifier les stratégies d’adaptation prometteuses, il est nécessaire de se doter d’une méthode de diagnostic de vulnérabilité qui produise une vision d’ensemble soutenue par des informations crédibles visant à identifier les principaux facteurs de vulnérabilité. D’un point de vue écosociosystémique, les méthodes existantes présentent plusieurs limites : la négligence de l’aléas d’érosion, un contexte se limitant à un seul type de côte, à un seul__ système institutionnel, à une seule échelle organisationnelle et la négligence de plusieurs facteurs socio-économiques locaux, notamment les perceptions des citoyens. Le cadre choisi est : V(t) = I(t) – A(t-1), où la vulnérabilité V au temps t égale les impacts I au temps t moins les adaptations A au temps t-1. Le résultat principal consiste en une évaluation de la vulnérabilité intégrée des communautés côtières, développée en alliant la classification côtière géomorphologique, l’évolution historique des côtes, des sondages de perceptions, une cartographie interactive des enjeux et des fonctions du paysage, des entrevues semi-dirigées avec les décideurs locaux à nationaux et des recherches documentaires. Pour plus de robustesse, la méthode a été développée en se basant sur trois communautés similaires réparties au Québec, en Irlande du Nord et dans le Sud de l’Espagne.
sites d tude
Sites d’étude

Carleton&Maria, MRC Avignon, Baie des Chaleurs, Québec (CAN)

AVI

  • Géomorphology similaire, risque d’érosion & submersion, méso-tidal
  • Gradient climatique
  • Contexte socio-economique similaire

Kilkeel, Co. Newry & Mourne, Northern Ireland (UK)

KIL

Maritime tempéré froid

CHI

Chipiona, Cádiz, Andalucía (Spain)

Maritime tempéré

Océanique mediterranéen

contexte
Contexte
  • Érosion: 60%

- événements >10m

  • Submersion: 43%

- difficulté de prédiction

- interaction: érosion

  • Facteurhumain:

- Structures de protection inadéquates

- Absence d’unités côtières de gestion (permis, cadastre) => TCR

Côtestotalessuivies: 3570km

63%

-0,63 m/an

69%

-0,30 m/an

Avignon (Carleton-Maria)

-0,48 m/an

32%

-0,39 m/an

Légende

Côte active en 2006

- %

- [m/an]

65%

-0,73 m/an

35%

-1,17 m/an

Vulnérabilité des enjeux ? Stratégies d’adaptation ?

objectifs
Objectifs

1. Identifier des composantes opérationnelles de la vulnérabilité côtière (communauté)

  • => facteurs de vulnérabilité et pistes d’adaptation

2. Proposer et tester la méthode dans 3 communautés

3. Proposer une représentation fonctionnelle pour les usagers

le golfe du saint laurent lieu critique mondial
Le Golfe du Saint-Laurent: lieu critique mondial

Anomalies d’augmentation du niveau marin projeté

Condition résultant de facteursphysiques, sociaux, économiques ou environnementaux qui prédispose les éléments exposés à la manifestation d’un aléa à en subir des préjudices ou des dommages.

- Stratégie des Nations Unies pour la prévention des catastrophes (UNISDR)

X

X

Vulnérabilité des enjeux ? Stratégies d’adaptation ?

m thodes existantes et limites
Méthodes existantes et limites
  • Approche de cartographie par indicateurs

(Thieler & Hammer-Klose, 1999)

+ Données de recensement

(Boruff et al., 2005)

- Confusion sensibilité et vulnérabilité

  • Multiplicité et complexité des scénarios côtiers
  • Exclusion des enjeux, de l’héritage d’adaptation
    • Communautés Vs. résolution des aléas/protections
    • Absence d’ancrage dans la communauté et facteurs sans variabilité interne

Gutierrez et al., 2009. US-CCSP report, App. 2

m thodes existantes et limites1
Méthodes existantes et limites
  • Approche multi-critères (radar semi-quantitatif)
  • Sources de données multiples
  • Aléas: postulat d’indépendance
  • Difficulté de distinction des groupes de facteurs (échelle)
slide30

Résultats: Topologie des facteurs

Internalbiophysical

Internalsocio-economical

Effective

Perceived

  • Spatial: (impacts potentiels (sur divers horizons de temps – selon taux d’érosion et HNMR):
    • Dénombrement d’infrastructures exposées
    • Dénombrement de ménages exposées
  • Qualtiative:
    • Sensibilité des principaux moteurs économiques
    • Sensibilité du développement futur
    • Impacts potentiels sur le bien-être
  • Spatial:
    • Dénombrement d’aléas
    • Exposition aux aléas selon les unités côtières
    • Recul du trait de côte (taux) actuel et projeté
    • Topographie et submersion (cotes de submersion)
    • Impacts potentiels sur les services écosystémiques (valorisation selon l’utilisation du sol)
  • Qualtitative:
    • Épisodes historiques (érosion ou submersion)
  • Spatial
    • Valeurs intangibles du paysage (valorisation selon la cartographie interactive)
  • Semi-quantitative
    • Functionalawareness of naturalhazards (survey):
    • Perception of dreadfulness
    • Perception of uncertainty
    • Behavioral change
  • Semi-quantitative
    • Perception citoyenne de la gouvernance (sondage)
    • Groupes vulnérables (recensement)

Impacts

  • (Spatial: Natural resilience of the coast)
  • Quantitative: % naturalcoastline
  • Qualitative:
  • Presence of information strategiestargettingfunctionalawareness of naturalhazards and community’s perception of governance
  • Spatial:
  • Mapping of structures of protection, their state and adequacy
  • Othermeasures to decreaseexposure
  • Qualtiative:
  • Presence of a local coastalcommittee
  • Local urban planning rules to decrease of exposure

Adaptation

Externalbiophysical

Externalsocio-economical

Effective

Perceived

  • Semi-quantitative(historique, récent & futur)
    • Tendances régionales hydro-climatiques, météo-marines, NMR
    • Qualitative
    • Phénomènes anthropiques externes (dragage, drainage, barrages)
  • Qualitative:
    • Cadre réglementaire
    • Analyse d’acteurs (diversité, connectivité)
    • Analyse de processus institutionnels (complétion, fonctionnement, concordance avec les besoins)
  • Qualitative:
  • Managers’ perception of naturalhazards and governance
  • Semi-quantitative:
  • Managers-citizensfunctionalcohesion for governance

Cross-scale

socio-economical

Impacts

Impacts

Perceived

Effective

  • Qualitative:
  • Urban planning rulestargettingdecrease of exposure
  • Spatiaux:
    • - Sources sédimentaires de régénération des plages externes (naturelle ou artificielle)
  • Qualitative:
  • Governmental adaptation measures
  • ONG adaptation measures
  • Qualitative:
  • Presence of information strategiestargettingfunctionalcoherence

Adaptation

Adaptation

r sultats enjeux directs et vuln rabilit
Résultats: Enjeux directs et vulnérabilité

Exemple: Kilkeel, NI, UK

IB

IS

Cumulative assetsexposedfollowing

A1, B1 and B2 scenarios

EB

ES

Land exposed (m2)

Yrs

Legend

Nb. buildings

Road lenght (km)

B2 (rapid

acceleration)

B1 (acceleration)

A1 (linear)

Yrs

acceleration of changes illustration of constant erosion acceleration method ceam
Acceleration of changes: illustration of constant erosionaccelerationmethod (CEAM)

Coastline position at time t: (X,Y)t

Transectused for rate calculation

and projection

(X,Y)t+50 + sm +e

50 yrs buffer zone

(X,Y)t+50

20 yrs buffer zone

(X,Y)t+20 + sm +e

(X,Y)t+20

Minimal zone

of event, frommost

inward position

(X,Y)t0

(X,Y)t-1

Erosion

Stability

sm = securitymargin

e = minimal zone of event

(widthdepends on type of coast)

Accumulation

coastline position estimate case types

Calculated for eachsub-unit, after MM7 on rates for eachinterval

Coastline position estimate: case types

Optimistic

Linear projection of lowest accumulation/highestretreatperiod

Pessimistic

Change of trend by one categorytowards more erosive

Observations

  • Eroding => erodingfaster
  • Stopped/startederoding => erodingfaster
  • Cyclic/Stability => erodinglinearly
  • Stopped/startedaccumulating => back to
  • historical position and stable
  • Accumulating => stability

Optimistic projection

Withevent

Pessimistic projection

Withevent

Coastline position

Yrs

slide34
Calculation of accelerated rates and position:Constant erosionacceleration* method (CEAM) against time

*Accelerationrefers to the increasetowards more negativecoastline migration rates, therefore an acceleration of erosion rates, but is an inclusive formulation for initially stable or positive rates

Single eventdisplacement to prepare for

Final

position

Initial

position

Linear rate

displacement

Supplementary

displacement due

to acceleration

+

=

+

+

X(t) = X0 + v0∆t + a(∆t)2/2 + e

a = (v(ta) – v0)/ta

=> H0: excludinghumanactivity influence; H1: assumes constant eventintensity over time

H2: assumes constant acceleration over time

Condition: need to impose a decelerationconstant: e.g. erosion rate doubling over 100 yrs

Variables:

X(t): coastline final position

X0: initial position

t: time (discrete)

v0: initial migration rate

a: acceleration factor (constant)

ta: time constraint: nb. yearsconsidered for acceleration factor (e.g. over 50 yrs)

v(ta): speed constraint: accelerated migration rate considered for acceleration factor

E: event

Intervalsconsidered:

+ 20 yrs

+ 50 yrs

+ 100 yrs

assets exposed direct stakes
Assetsexposed: direct stakes
  • State of vital functions of the communityat +20yrs, +50 yrs, +100 yrs
    • Lives: population/households
    • Buildings: nb. and strategic buildings (power station, sewage stations, schools, elder homes, etc.)
    • Transport: road service by road class, unique evacuationroads, roads as protection for buildings
  • Future: 3 scenarios based on securitymargins
distribution of shoreline evolution by period by sub unit
Distribution of shoreline evolution, by period by sub-unit

Mean EPR by sub-unit

Pre-recentperiod (1834/50-1975)

Recentperiod (1975-2006)

Historical

(1834/50-2006)

WAR

ROS

KLW

MIL

GRN

CRA

KIL

ANN

DNM

3

6

1

2

4

5

W

E

CarlingfordLough

Open Irish sea

WAR: Warrenpoint, ROS: Rostrevor, KLW: Killowen, MIL: Mill Bay, GRN: Greencastle, CRA: Cranfield, KIL: Kilkeel, ANN: Annalong, DNM: Dunmore

KILevolutionSTACK_byseg.xls

distribution of trends for areas with multiple coverages mill bay to bloody bridge units 2 to 6
Distribution of trends(for areas with multiple coverages: Mill Bay to Bloody bridge – units 2 to 6)

Trend diagnosisat the scale of sub-units (cells), based on average of

transect points (MM7) for eachperiod, reported in proportion of coastlinelenght

  • Overall, 1/3 accumulating, 1/3 stable, 1/3 erodingcurrently or in the the past

Reference classes [m/y]

Erosion: < -0.05

Stability: -0.05 to 0.05

Accumulation: < 0.05

KILevolutionSTACK_byseg.xls

spatial vulnerability indicators
Spatial vulnerabilityindicators
  • Common structure of indicators

(nb. assets(t) + additionalassetsunder B2 scenario(t) * B2factor)*othervaluable, agravating or adaptive factors

V(t) =

(For a unit

or cell)

Coastlinelenght

(either unit or cell)

  • Calculated for eachcoastal unit and cell
  • Sameassumption for factor of B2 additionalassets: 1:3 (0.33)
slide39

Variation of trends

- Lack of high resolution trends study (especially erosion)

- Critical environmental phenomeno for future natural risks:

+ sea level, + storm waves

+ coastal erosion, + coastal flooding

+ winter and summer stability

=> (drought, but also number of freeze-thaw cycles)

=> attention coastal landslides

Also: dependance on Silent Valley dam management