长石颗粒的发光分析阐明了不同粒径颗粒对沿岸沉积物输送过程的影响

《Estuarine, Coastal and Shelf Science》：Luminescence Analysis of Feldspar Grains Clarifies the Effects of Ports on Longshore Sediment Transport Processes for Different Grain Sizes

　　

摘要

港口会中断沿岸沉积物的输送，并在其下风侧导致海岸侵蚀。了解沿岸沉积物输送过程对于制定有效的海岸保护措施非常重要。本研究考察了红外刺激发光（IRSL）方法在阐明不同粒径沉积物输送过程中港口影响方面的有效性。研究区域是日本北部海岸（Kaetsu Coast）。从大约63公里的海岸线附近区域收集了沙样，并测量了75-150 μm、150-212 μm和212-250 μm粒径范围内的钾长石颗粒的IRSL信号（归一化pIRIR225值）。归一化pIRIR225值沿海岸呈现下降趋势，且不同粒径范围内的下降模式有所不同。75-150 μm颗粒的归一化pIRIR225值呈持续下降趋势，而150-212 μm和212-250 μm颗粒的归一化pIRIR225值在港口区域出现了明显下降。IRSL信号的减弱被认为是由于钾长石颗粒在阳光照射下的漂白作用。这些结果表明，150-212 μm和212-250 μm颗粒向下风区的输送可能受到了限制。观察到的分布模式表明，港口对大于约150 μm的沉积物沿岸输送产生了影响。本研究表明，IRSL方法在阐明不同粒径沉积物输送过程中港口影响方面具有潜力。

部分摘录

引言

海岸侵蚀是一个全球性问题。世界上超过70%的沙质海岸线都经历了侵蚀（Bird, 1985）。此外，24%的沙质海岸线的侵蚀速度超过了每年0.5米（Luijendijk et al., 2018）。预计气候变化将加剧海岸侵蚀，到本世纪末，世界近一半的沙质海滩可能会消失（Vousdoukas et al., 2020）。海岸侵蚀导致了严重的财产损失和破坏。

研究区域

金泽港（Kanazawa Port）位于日本北部海岸（Kaetsu Coast）（图1）。金泽港是一个能够容纳重达10万吨游轮的国际港口。此外，金泽港的年集装箱吞吐量约为62,000标准箱（TEU）（石川县，2025年）。港口向外延伸约1.6公里，水深达到13米。这座港口形成了一个不透水的海岸结构，会中断沿岸沉积物的输送。金泽港建于1954年。

沙样采集

沙样采集工作于2022年9月至11月期间在北部海岸线大约63公里的范围进行。夏季和秋季，北部海岸线的平均波能通常低于冬季（Nguyen and Yuhi, 2015），为表层沉积物采样提供了相对稳定的条件。图1显示了采样地点，表1总结了采样日期。设置了三个采样点：在海岸线附近（水深...

海岸沙粒的粒径

图3显示了每个采样点处海岸线以及5米和10米水深处各粒径颗粒的质量比例，以及通过平均三个深度区域计算得出的平均质量比例。75-150 μm、150-212 μm和212-250 μm颗粒的质量比例列在表1中。在每个采样点，随着水深的增加，沉积物变得越来越细。各粒径颗粒的平均质量比例显示，细沙的比例随着水深的增加而增加...

讨论

本研究假设采集的沉积物主要来源于Tedorori河，因为这是北部海岸线的主要沉积物来源。

粒径分析结果显示，75-150 μm、150-212 μm和212-250 μm颗粒同时存在于上风区和下风区（图3）。然而，仅凭粒径数据无法确定上风区的沉积物是否被输送到了下风区。

结论

本研究考察了红外刺激发光（IRSL）方法在阐明不同粒径沉积物输送过程中港口影响方面的有效性。从大约63公里的海岸线收集了沙样，并测量了75-150 μm、150-212 μm和212-250 μm粒径范围内的钾长石颗粒的IRSL信号。对于所有这三个粒径范围，IRSL信号（归一化pIRIR225值）沿海岸方向呈现下降趋势...

作者贡献声明

Momose Toshihiko：撰写 – 审稿与编辑，监督。 Ganzawa Yoshihiro：撰写 – 审稿与编辑，监督。 Mitsuzawa Gaku：撰写 – 初稿撰写，可视化，方法学研究，资金争取，数据分析，概念构思

未引用参考文献

Ishikawa, 2011; Ishikawa, 2025; Ishikawa, 2020; 日本土木工程协会，1999; Timar-Gabor et al., 2017; Yamanaka and Aoki, 2021。

利益冲突声明

? 作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：Mitsuzawa Gaku报告称获得了日本科学协会的财政支持。如果有其他作者，他们声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了日本科学协会（）提供的Sasakawa科学研究基金（项目编号2022-2019）以及 Ishikawa县研究生院学生活动项目基金的资助（2022年）。我们希望感谢Daimaru Hiromu博士和Suzuki Manami女士在GIS分析方面的帮助，也感谢CTI Engineering的Hara Fumihiro先生的宝贵意见。

Gaku Mitsuzawa Yoshihiro Ganzawa Toshihiko Momose