潮汐动力学调控的絮凝体尺寸不对称性驱动人工潮道净向陆沉积物输运

针对潮汐循环中絮凝体尺寸不对称性对沉积物输运的影响机制不明的问题，研究人员通过ADV、HR-ADCP、LISST等多技术联合观测，揭示了人工潮道内底剪切速度与粒径分布（PSD）的潮汐不对称性，发现涨潮期较强的平流输运与絮凝作用导致净向陆沉积通量，为人类活动干扰下的浑浊海岸带沉积动力学研究提供新见解。

　　

在浑浊海岸带生态系统中，沉积物的输运过程直接影响地貌演变和污染物迁移。然而，人类活动如航道开挖显著改变了自然潮汐动力，其中絮凝作用（flocculation）通过改变颗粒尺寸和沉降速度调控沉积物归宿，但潮汐周期内絮凝体尺寸不对称性及其对净输运的贡献机制仍是未解之谜。韩国西海岸某人工潮道的研究为此提供了突破性证据。

研究人员采用声学多普勒流速仪（ADV）、高频声学多普勒剖面仪（HR-ADCP）、激光粒度分析仪（LISST）等设备，同步监测了底剪切速度、悬浮沉积物浓度（SSC）和粒径分布（PSD）。研究发现：涨潮期底剪切速度较低但平流输运强烈，促使悬浮颗粒浓度（TVC）和平均粒径（M_z）升高；而落潮期高剪切速度导致絮凝体破碎，形成以10-20μm絮凝子（flocculi）为主的细颗粒群。这种不对称性使得涨潮期微絮凝体（>50μm）和宏絮凝体（>200μm）比例增加，通过增强沉降通量实现净向陆输运。

关键方法包括：（1）ADV测量三维流速与湍流强度；（2）HR-ADCP反演垂向悬浮物通量；（3）LISST实时监测颗粒体积浓度及粒径谱；（4）CTD记录盐度-温度剖面以解析絮凝环境因子。

研究结果揭示：

1. 潮汐动力不对称性：涨潮期底剪切速度均值比落潮期低22%，但SSC高出35%；
2. 粒径分布响应：M_z在涨潮期达80μm，落潮期降至45μm，宏絮凝体占比从18%骤降至5%；
3. 通量机制：涨潮平流输入贡献了62%的悬浮颗粒，配合低剪切环境形成絮凝-沉降正反馈。

该研究首次量化了人工潮道中絮凝体尺寸潮汐调控制约净沉积输运的物理机制，为海岸工程生态效应评估提供了动力学框架。论文发表于《Marine Geology》，其结论对理解长江口、珠江口等受人类干扰的浑浊河口沉积物归宿具有重要借鉴意义。