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- Flood susceptibility assessment through statistical models and HEC-RAS analysis for sustainable management in essaouira province, MoroccoPublication . Khouz, Abdellah; Trindade, Jorge; Santos, Pedro Pinto; Oliveira, Sérgio; Bchari, Fatima El; Bougadir, Blaid; Garcia, Ricardo; Reis, Eusébio; Jadoud, Mourad; Saouabe, Tarik; Rachidi, SaidFloods are natural disasters that often impact communities living in low-lying areas in the northern and central parts of Morocco. In this study, our aim was to create a flood susceptibility map using three methods; the hierarchy process (AHP) frequency ratio model (FR) and the weights of evidence (WoE) model. We extensively examined the area identified by these approaches using a hydraulic analysis software called HEC-RAS (version 6.3.1). Our analysis focused on the Essaouira watersheds in Morocco, where we identified around 197 flood locations. Out of these, we randomly selected 70% for modeling purposes while the remaining 30% were used for validation. Ten factors that influence floods were considered, such as slope, elevation, proximity to rivers, drainage density, stream order, land use patterns, rainfall data, lithology (permeability level) index (TWI), and curvature. We obtained these factors from data sources. Finally, we generated a flood susceptibility map and evaluated its accuracy by calculating the area under the curve (AUC). The validation results confirmed that all three models were robust and effective with an AUC of 90. Moreover, the research uncovered a trend of vulnerability with the most susceptible area being in close proximity to the city of Essaouira along the Oued Ksob. A detailed analysis using HEC-RAS was conducted at this identified location, pinpointing the village of Diabat as highly exposed. These findings hold significance for flood management, empowering decision makers, scholars, and urban planners to make informed choices and implement strategies that can minimize the impact of floods in susceptible regions while minimizing potential damages.
- Coastal slope instability and susceptibility mappingPublication . Trindade, Jorge; Oliveira, Sérgio; Khouz, Abdellah; Garcia, Ricardo; Ebchari, Fatima; Bougadir, Blaid; Chaibi, Mohamed
- Geospatial modelling for sinkholes hazard in the coastal area of Abda-Doukkala, MoroccoPublication . Elbchari, Fatima; Trindade, Jorge; Charif, Abdessamad; Chaibi, Mohamed; Ait Malek, Alima; Khouz, Abdellah
- Assessment of landslide susceptibility in the rocky coast subsystem of Essaouira, MoroccoPublication . Oliveira, Sérgio; Khouz, Abdellah; Trindade, Jorge; Elbchari, Fatima; Bougadir, Blaid; Garcia, Ricardo; Jadoud, Mourad
- Geomorphological coastal slope instability and suscepbility mapping in Safi, MoroccoPublication . Khouz, Abdellah; Trindade, Jorge; Oliveira, S. Cruz de; Garcia, Ricardo Alexandre Cardoso; Elbchari, Fatima; Chaibi, M.; Bougadir, BlaidRocky cliff coasts constitute approximately half of the world’s coastline and support human activities and diverse ecosystems but are prone to landslides, a key geomorphological process. This study assesses mass movement susceptibility along Safi's coast in Morocco by analyzing 297 mass movements using topographic, geological, and hydrological predisposing factors according to the information value model. The susceptibility model revealed that 40.62% of Safi's rocky coast is highly susceptible to slope instability.
- Landslide susceptibility assessment in rocky coast subsystem of Essaouira coastal area - MoroccoPublication . Khouz, Abdellah; Trindade, Jorge; Oliveira, Sérgio; El Bchari, Fatima; Bougadir, Blaid; Garcia, Ricardo; Jadoud, MouradIn recent decades, multiple researchers have produced landslide susceptibility maps using different techniques and models, including the information value method, which is a statistical model that is widely applied to various coastal environments. This study aimed to evaluate the susceptibility to landslides in the Essaouira coastal area using bivariate statistical methods. In this study, 588 distinct landslides were identified, inventoried, and mapped. They primarily result from the observation and interpretation of different data sources, namely, high-resolution satellite images, aerial photographs, topographic maps, and extensive field surveys. The rocky coastal system of Essaouira is located in the middle of the Atlantic coast of Morocco. The study area was split into 1534 cliff terrain units 50 m in width. For training and validation purposes, the landslide inventory was divided into two independent groups: 70% for training and 30% for validation. Twenty-two layers of landslide-conditioning factors were prepared, namely elevation, slope angle, slope aspect, plan curvature, profile curvature, cliff height, topographic wetness index, topographic position index, slope over area ratio, solar radiation, presence of faulting, lithological units, toe lithology, presence and type of cliff toe protection, layer tilt, rainfall, streams, land-use patterns, normalized difference vegetation index, lithological material grain size, and presence of springs. The statistical relationship between the conditioning factors and different landslide types was calculated using the bivariate information value method in a pixel and in the elementary terrain units-based model. Coastal landside susceptibility maps were validated using landslide training group partitions. The receiver operating characteristic curve and area under the curve were used to assess the accuracy and prediction capacity of the different coastal landslide susceptibility models. Two methodologies, considering a pixel-based approach and using coastal terrain units, were adopted to evaluate coastal landslide susceptibility. The results allowed for the classification of 38% of the rocky coast subsystem with high susceptibility to landslides, which were mostly located in the southern part of the Essaouira coastal area. These susceptibility maps will be useful for future planned development activities as well as for environmental protection.
- Combining the weights of evidence model, the Strahler/Shreve hydrographic model, and the HEC-RAS analysis for the assessment of flood susceptibility in Essaouira Province, MoroccoPublication . Khouz, Abdellah; Trindade, Jorge; Oliveira, Sérgio; Santos, Pedro; El Bchari, Fatima; Bougadir, Blaid; Garcia, Ricardo; Reis, Eusébio; Jadoud, Mourad; Silva, Andreia
- Applicaton of Digital Shoreline Analysis System (DSAS) for analyzing sandy coast dynamics in Essaouira, MoroccoPublication . Khouz, Abdellah; Trindade, Jorge; Oliveira, Sérgio; El Bchari, F.; Bougadir, BlaidCoastlines change research plays a crucial role in understanding the evolution and ensuring effective risk management. This is essential for minimizing impacts on the environment and society. Our study aims to assess the coastal dynamics of sandy systems in Essaouira. By employing advanced techniques such as DSAS and GIS, we aim to analyze shoreline changes, erosion rates, and susceptibility to sand movement. The insights gained from our investigation into the sandy coastal system will provide valuable input for making informed decisions regarding territorial management.
- Integrating GALDIT and GIS for assessing sea water intrusion susceptibility in the Akermoud coastal water table, MoroccoPublication . Khouz, Abdellah; Trindade, Jorge; El Bchari, Fatima; Santos, Pedro Pinto; Reis, Eusébio; Moumane, Adil; El Ghazali, Fatima Ezzahra; Jadoud, Mourad; Bougadir, BlaidThe Akermoud coastal aquifer, situated in the northern region of Essaouira, Morocco, is an aquifer that has an important productive capacity, mainly used for irrigation. However, uncontrolled exploitation has increased the risk of sea water intrusion, leading to deteriorating water quality and threatening agricultural sustainability. In this research, in order to access susceptibility to sea water intrusion (SWI), six elements derived from diverse databases are used. Variables were combined in a GALDIT and GIS models, resulting in the analysis of 40 groundwater samples from wells. Results highlight the imminent threat of sea water encroachment into the coastal groundwater system. The resulting GALDIT index map indicates a notably high susceptibility index along a 3 km coastal band, between Tensift Oued and Bhaybeh Beach, enlarging southwards up to 5 km. Saline intrusion patterns are particularly observed between Zaouiet El Kourati and Ouled El Fequih villages, where the merging of saline and fresh waters amplifies salinization, affecting approximately 24% of the study area.
- Coastal hazards assessment and sustainable management in Essaouira (Morocco): hydrogeological, hydrological, geophysical, geomorphological, and geotechnical approachesPublication . Khouz, Abdellah; Tindade, Jorge; Bougadir, Blaid; Bchari, Fátima ElA província de Essaouira, no litoral de Marrocos, enfrenta um conjunto complexo de riscos naturais e induzidos pelo homem. Em resposta a estes desafios, foi efetuado um estudo abrangente para avaliar os riscos em Essaouira, analisar a dinâmica dos perigos e propor medidas de atenuação específicas. Este estudo, estruturado em vários capítulos, explora perigos como a erosão costeira, a inundação fluvial, o colapso do solo e a intrusãosalga da cunha salina, combinando diversas metodologias para fornecer uma compreensão completa das susceptibilidades da área de estudo. O capítulo de Revisão Bibliográfica estabelece as bases do estudo, resumindo a literatura crítica sobre sistemas litorais, perigos e desenvolvimento sustentável. Identifica lacunas de investigação e salienta a importância de equilibrar o desenvolvimento com recursos limitados no contexto das alterações climáticas e do crescimento populacional. A revisão destaca as ameaças crescentes às populações costeiras a nível global, sublinhando a necessidade de uma gestão informada e proactiva destes sistemas para garantir o desenvolvimento sustentável no ceio das alterações ambientais. O capítulo sobre a Área de Estudo fornece uma análise aprofundada das caraterísticas geográficas, geológicas e climáticas de Essaouira, juntamente com os seus registos históricos de fenómenos perigosos e com potencial para gerar catástrofes. Revela as taxas de erosão da praia de Tagharte, causada pela subida do nível do mar, pelo esgotamento das areias e por atividades humanas como a construção de portos. Além disso, examina os desafios relacionados com a gestão da água na zona de Diabate e as modificações na foz do rio Oued Kseb. Este capítulo prepara o terreno para uma exploração pormenorizada de perigos específicos, permitindo uma compreensão matizada da dinâmica da zona. Dinâmica Costeira : O capítulo “Dinâmica Costeira da Província de Essaouira” analisa a interação entre os processos naturais e as intervenções humanas nas zonas costeiras. Revela uma erosão significativa ao longo dos sistemas de litorais arenosos e rochosos, exacerbada por obstáculos que impedem o fornecimento de sedimentos. No caso dos litorais arenosos, recorrendo à análise de fotografias aéreas entre 1975 e 2022 e a ferramentas de análise espacial (Digital Shoreline Analysis System), o estudo quantifica as alterações da linha de costa, identificando pontos críticos de recessão como a praia do Tagharte. Os estudos granulométricos confirmam as alterações do balanço sedimentar, salientando o papel das tempestades na aceleração da erosão. Para os sistemas litorais rochosos, foram utilizadas metodologias avançadas, como modelos de aprendizagem automática (machine learning), análises geológicas e tomografia de resistividade eléctrica (ERT), para avaliar a suscetibilidade a movimentos de vertente. Os resultados mostram uma elevada suscetibilidade , verificável em 38% da área de estudo, com o modelo Random Forest (RF) a superar os outros na previsão de zonas propensas a movimentos de vertente. As conclusões sublinham a importância de variáveis como o declive, a litologia e as influências hidrológicas na explicação do modelo de susceptibilidade. Perigo de inundação : As inundações representam um risco significativo em planícies aluviais e frentes costeiras como Essaouira, Smimou e Tafedna. O capítulo sobre perigos de inundação utiliza os modelos Analytical Hierarchy Process (AHP), Frequency Ratio (FR) e Weight of Evidence (WoE) para classificar a susceptibilidade às inundações em cinco níveis. As áreas de risco elevado e muito elevado, como a foz do rio Ksob, são identificadas como zonas críticas que requerem intervenção imediata. As avaliações do risco de inundação são depois corroboradas por modelos hidrodinâmicos, que pretendem validar a distribuição espacial das áreas propensas a inundações. As recomendações incluem sistemas de alerta precoce, barreiras reforçadas e zonamento das planícies aluviais para atenuar os danos potenciais. No entanto, os constrangimentos financeiros constituem um desafio à implementação destas medidas, sublinhando a necessidade de estabelecer prioridades em termos de recursos. Perigo de colapso do solo: O capítulo perigo de colapso do solo investiga os riscos de colapso associados a paisagens cársicas com especial incidência em setores com cavidades de dissolução subsuperficiais. A análise gravitacional e as técnicas ERT identificaram áreas propensas ao colapso, correlacionando-as com fatores hidrogeológicos e geotécnicos. Os resultados revelam riscos significativos de subsidência e colapso devido à presença de formações evaporíticas e à sua interação das águas subterrâneas. As análises mineralógicas e geotécnicas forneceram informações sobre a textura dos materiais, a resistência ao cisalhamento e o potencial de colapso sob tensão. São propostos programas de monitorização com recurso a GPS diferencial (dGPS) para detetar subsidência em áreas vulneráveis como a mina de sal de Ida Ouazza. Estes resultados realçam a necessidade urgente de medidas de estabilidade estrutural e de uma gestão territorial informada. Perigo de intrusão de água salgada (cunha salina) : O capítulo Perigo de salinização de água doce subsuperficial ou perigo de intrusão da cunha salina devido à intrusão de águas marinhas na toalha freática aborda a questão crítica da salinização das águas subterrâneas nos aquíferos costeiros de Akermoud. Utilizando o modelo GALDIT, a análise isotópica e os levantamentos geofísicos, o estudo identifica zonas de elevada suscetibilidade ao longo de uma faixa interior de 3 km paralela à linha de costa. Os dados hidrogeoquímicos confirmam uma salinidade significativa nos poços perto da costa e de Oued Tensift, devido à invasão da água do mar e à dissolução evaporítica. Os levantamentos geofísicos revelaram anomalias gravitacionais negativas e variações de resistividade, confirmando a extensão da intrusão. Estes resultados sublinham a necessidade de práticas sustentáveis de gestão da água para salvaguardar a qualidade das águas subterrâneas e a produtividade agrícola. São recomendadas medidas proactivas para controlar a sobre-exploração e abordar os impactos das alterações climáticas para preservar o equilíbrio hidrológico da região. Conclusões e recomendações do estudo: O estudo fornece informações sobre as suscetibilidades da província de Essaouira, realçando a interação entre os processos naturais e as atividades humanas na formação da dinâmica dos riscos. As principais conclusões incluem: • Dinâmica costeira: Erosão e recessão significativas nos sectores arenosos, com acreção localizada em algumas áreas. • Movimentos de vertente: Elevada suscetibilidade nas zonas costeiras rochosas, influenciada pela litologia e pela dinâmica dos declives. • Riscos de inundação: Zonas críticas de inundação em planícies de baixa altitude, agravadas pela proximidade de sistemas fluviais. • Colapso do solo: Riscos substanciais de subsidência devido à carsificação e às formações evaporíticas. • Intrusão de água salgada: Salinização extensiva dos aquíferos costeiros, ameaçando a qualidade da água e a agricultura. Para enfrentar estes desafios, o estudo recomenda medidas específicas: 1. Gestão costeira: Reposição dos balanços sedimentares negativos e mitigação da erosão através de estruturas de proteção. 2. Mitigação dos movimentos de vertente: Melhorar os sistemas de alerta precoce e integrar mapas de suscetibilidade a movimentos de vertente no planeamento espacial. 3. Redução do risco de inundações: Estabelecimento de barreiras contra inundações, sistemas de alerta precoce e regulamentação do uso do solo. 4. Estabilidade do solo: Implementação de programas de monitorização e soluções de engenharia para evitar desmoronamentos. 5. Proteção das águas subterrâneas: Adoção de práticas sustentáveis para controlar a extração excessiva e mitigar os impactos da salinidade. Limitações e perspetivas futuras : Apesar da sua abordagem abrangente, o estudo reconhece certas limitações : • Falta de cartografia detalhada da suscetibilidade a movimentos de vertente devido à insuficiência de dados geológicos e topográficos. • Ausência de avaliações da suscetibilidade a incêndios, devido à limitação dos dados históricos sobre incêndios e da análise da vegetação. • Desafios na integração de mapas de susceptibilidade com dados pormenorizados sobre a população. • Limitações na integração de mapas de perigosidade com dados sobre alterações do uso do solo. A resolução destas lacunas melhoraria a investigação futura, permitindo uma gestão mais eficaz dos riscos e um desenvolvimento sustentável na província de Essaouira. A integração destas perspetivas forneceria um quadro holístico para a resiliência, dando prioridade à segurança humana, à estabilidade económica e à preservação ambiental. Este estudo sublinha a urgência de medidas proactivas para gerir os riscos naturais nas regiões costeiras, oferecendo um roteiro para os decisores equilibrarem o desenvolvimento com a sustentabilidade face às crescentes pressões ambientais.