沉积物的初始运动，特别是流体泥的临界卷入（Liu等人，2023a），是控制河口和海岸沉积物运输、河道形态和生态系统动态的基本过程（Lloyd等人，1987；Kjelland等人，2015；McAnally等人，2007a；Vignaga等人，2013；Tang等人，2023）。最上层的流动流体泥会压缩有效通航深度，从而导致显著的经济损失（McAnally等人，2007a；Kirichek等人，2018；Nguyen和Le，2023）。因此，确定流体泥的临界卷入对于解决河口和海岸区域的沉积物相关问题至关重要。
流体泥主要由粘土（<4 μm）和粉砂（4-63 μm）组成，细颗粒占总含量的80%以上（Winterwerp Kesteren，2013）。国际标准中的密度范围为1.04-1.25 t/m3（Mehta，2023；Shi等人，2024）。在低沉积物浓度下，混合物表现为具有恒定粘度的牛顿流体。而在高浓度下，它表现出非牛顿的剪切稀释或粘弹性行为，粘度随剪切率的增加而降低（Winterwerp和Kesteren，2004；Schippa，2019）。粘度和屈服应力控制着流体泥的运动、稀释和沉积过程（Shoaib和Bobicki，2021）。已经采用了三种方法来研究流体泥的临界卷入。
首先，可以使用粘聚性床层沉积物的屈服应力（一种体积应力）来描述高浓度流体泥或具有结构化基质的沉积物床层的临界初始运动（Mehta和Srinivas，1993；Winterwerp等人，1993；Bonn等人，2017）。在这种方法中，高浓度流体泥被视为均匀的理想Bingham体（Liu等人，2014），当施加的剪切应力超过Bingham屈服应力时，流体泥开始运动（Wang等人，2008）。高浓度流体泥的屈服应力如表1所示，主要受颗粒大小、沉积物浓度和密度的影响（Han，2003；Liu等人，2015；Xu和Huhe，2016；Cui等人，2020）。Sun和Huang（1988）使用湿密度为1250 kg/m3的泥进行了流变实验，发现Bingham屈服应力随盐度的增加而增加。然而，对于结构不太紧密的最上层流体泥的临界卷入剪切应力，不能仅通过屈服应力来充分描述，必须通过经验关联Bingham屈服应力来估算（Dzuy和Boger，1983；Zhang和Yu，2017；Zhao等人，2025）。
另一种方法将流体泥和水视为双层流体系统。它通过分析界面不稳定性来研究流体泥的临界卷入（Dalrymple和Liu，1978；Liu和Zhou，2019）。基于湍流能量输入、流体泥悬浮能量和粘性耗散之间的平衡（Mehta，2023），Kelvin-Helmholtz（K-H）不稳定性理论可以推导出流体泥整体卷入的临界速度的量纲。临界速度随着两层之间密度差的增大而增加，随着扰动波长的缩短而减小（Drazin和Reid，2004，表1）。Tu（2022）探讨了剪切流诱导的流体泥层不稳定性，并阐明了分层湍流调节流体泥再悬浮和垂直传输的机制。然而，这种方法仅限于波浪驱动的过程，无法准确描述河口环境中流体泥运动的临界条件，在这些环境中，潮汐动力学和径流的影响不可忽视。
流体泥中沉积物颗粒的临界卷入也可以通过力平衡来分析，这有效地建立了临界条件与各种影响因素（如颗粒大小（Zhao等人，2024）、含水量（Ravindran和Gratchev，2022）和生物学因素（Feng等人，2022）之间的定量关系。流体泥中的沉积物颗粒通常在床面上方形成絮凝网络，其卷入更类似于显著的再悬浮模式（Bagnold，1966；Liu和Cao，1998；Mehta，2023），这强调了垂直力或速度平衡。作用在沉积物颗粒上的垂直力包括浸没重量、升力、粘聚力和附加静压（Dou，2001）。其中，粘聚力具有多种来源和复杂的形成机制（Black等人，2002）。这种力可以通过颗粒大小（Dou，2001；Maltauro等人，2024）、静电吸引（Huang等人，2012）、含水量（Lick和McNeil，2001）、微生物（Righetti和Lucarelli，2007；Chen等人，2017）等来调节。Winterwerp和Kesteren（2004）研究了盐度对双层厚度的影响，发现盐度的增加通过增加溶液中的反离子浓度来压缩双层，从而减小其厚度。此外，盐度还会影响细胞外聚合物物质（EPS）的分子构型，从而增强粘聚力（K?rstgens，2001）。鉴于人们对盐度对沉积物颗粒影响的关注日益增加，进一步研究盐度如何控制流体泥的临界卷入至关重要，因为流体泥系统的动力学非常复杂。
流体泥在河口中广泛存在（Li等人，2008；Li等人，2023）。长江口的流体泥形成与盐度诱导的细颗粒沉积物的絮凝和沉积有关（Guo等人，2018；Wu等人，2022；Liu等人，2023b）。在盐度增加时，流体泥中的高岭石和伊利石更易于形成大尺寸的絮凝体，从而加速沉积（Liu等人，2018；Zordan等人，2018）。河口中的细颗粒沉积物沉积还受到温度（Li等人，2020）、悬浮沉积物浓度（SSC）（Zhu等人，2018）、生物学因素（Zhang等人，2025）等的影响。Wan（2015）确定了长江口中沉积物的最佳絮凝阶段，在洪水季节盐度约为10至12时絮凝达到峰值，在旱季约为7。
与关于盐度对沉积物沉积影响的广泛研究相比，盐度对最上层流体泥临界卷入的影响及其程度仍缺乏定量研究。这一知识空白阻碍了河口环境中细颗粒沉积物动力学的准确预测。本研究使用从长江口收集的现场水和沉积物进行了室内环形水槽实验，以研究盐度对流体泥临界卷入的影响。然后开发了一个包含盐度影响的半理论公式。
本文的结构如下。第2节简要介绍了研究区域和采样计划。第3节描述了实验方法和程序。第4节描述了流体泥初始过程的特征。第5节展示了临界卷入剪切应力的结果以及半理论公式的分析。第6节讨论了盐度影响的原因及其实际工程应用。第7节得出了相应的结论。
