上图：不同泥沙和盐分扩散的浊流模拟结果

近日，地球物理领域国际权威期刊AGU-Geophysical Research Letters在线刊登了海洋学院2014级直博生赵亮（导师贺治国）关于海洋浊流长距离输移机理的论文（Transition of a Hyperpycnal Flow Into a Saline Turbidity Current Due to Differential Diffusivities，https://doi.org/10.1029/2018GL080150）。该论文是我院港口海岸与近海工程研究所贺治国教授、美国加州大学圣芭芭拉分校Eckart Meiburg教授、英国阿伯丁大学Ben Kneller教授（我院外专学者）三方合作研究的最新成果之一。浙大为论文第一作者单位，该工作受到了课题组在研的国家自然科学基金面上项目、国家留学基金委公派留学生奖学金（赵亮）、国家留学基金委博士生导师短期出国交流项目（贺治国）的资助。

自然环境中，海底浊流的一个重要产生方式为源自于河口区域的挟沙洪水异重流。相当多的观测数据表明，当河口挟沙水体的密度比海水密度大时，形成的浊流可沿陆坡运动长达数百公里的距离。以往的研究大都认为源自于河口浊流能够长距离输移是由于：1) 运动过程中侵蚀底床泥沙使得浊流产生自加速效应(Parker et al., JFM1986; Blanchette et al., JGR 2005)；2) 运动过程中掺混卷吸周围海水(Nakajima, JSR 2006)。但是，由于浊流的初始间隙流为淡水，其密度比周围海水密度小，运动过程中在浮力作用下较轻的间隙流必然上浮，从而使得浊流逐渐解体。浊流能够长距离输移的观测事实表明，在浊流运动的过程中，淡水间隙流会与海水发生交换。然而以往研究中提出的两个长距离原因都无法说明这一问题。

因此，本文作者提出了一个新的理论来解释浊流长距离运动的原因。通过高精度数值模拟，作者证明了由于海水中的盐分扩散系数比浊流中的泥沙扩散系数大，在浊流运动过程中，其淡水间隙流会被逐渐替换为盐水间隙流。和掺混卷吸作用不同的是，这一效应不会使得浊流中的泥沙浓度被明显稀释。作者证明了在间隙流被盐水替换的过程中，浊流头部位置处的密度会不断增大，同时泥沙颗粒与周围水体密度差的减小也会维持浊流所挟带的泥沙保持悬浮状态，从而使得浊流具备了更长运动距离的潜力。

据了解，近5年来，贺治国教授带领的浙江大学泥沙与近海环境流体力学团队在泥沙异重流、密度流的实验、机理分析和数值模拟等方面开展了系统的研究工作，已在包括Journal of Hydraulic Engineering（https://doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001242、https://doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001536、https://doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001545）、Journal Geophysical Research-Earth Surface（https://doi.org/10.1002/2015JF003474）、Advances in Water Resources（https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2018.07.008、https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2014.12.005）、Estuarine, Coastal and Shelf Science、Deep-Sea Research Part I（https://doi.org/10.1016/j.dsr.2017.10.006）等在内的多个国际权威期刊上发表了10余篇相关主题研究论文。

团队在研的异重流/浊流领域国家基金项目：

1.     国家自然科学基金-面上项目，11672267，泥沙异重流在层结盐水中运移、掺混及演变特性研究，2017/01—2020/12，项目负责人：贺治国

2.     国家自然科学基金-面上项目，11772300，异重流携带泥沙长距离传播机制的数值与理论研究，2018/01—2021/12，项目负责人：胡鹏