Question

常用模拟软件介绍

Answer 1

BALANCE是主要用来进行质量平衡模拟的软件（Parkhurst等，1982），除此之外，它还可以进行同位素平衡及两种不同成分水混合作用的计算。由于BALANCE未对化学平衡条件进行限制，因此其模拟结果可能与饱和指数的计算结果发生矛盾。例如，由BALANCE模拟结果得出了某种矿物发生了沉淀，但饱和指数的计算结果有可能显示出该矿物并未达到饱和状态；或者出现相反的情况，即BALANCE模拟结果得出矿物发生了溶解作用，但饱和指数的计算结果表明该矿物处于过饱和状态。这两种情况都被认为是不合理的，因此，BALANCE的模拟结果必须用矿物饱和指数的计算结果来验证。

在BALANCE之后发展起来的NETPATH（Plummer，1991）的模拟功能显著增强。NETPATH除了可进行质量平衡模拟外，还包含了一个前处理软件，可方便地对输入文件进行编辑，同时它还嵌入了一个修改版本的WATEQF程序，用于对水溶组分平衡分布及矿物的饱和指数进行计算。因此，NETPATH更便于对合理反应模型的选择。在BALANCE中，模拟者需要分别建立可行的反应模型，然后对各个模型单独进行计算；NETPATH允许模拟者确定任意多的反应性矿物，软件可自动形成反应模型并进行模拟计算。模拟者也可对输出模型的类型进行限定，以使输出结果中仅保留最合理的模型。NETPATH可对多达5种水的混合作用进行模拟，其增强的模拟功能还包括了水的蒸发作用及稀释作用。此外，若对地下水中有关组分的同位素成分进行了分析，NETPATH还可以按照Rayleigh平衡分馏对碳、硫、锶的同位素成分进行预测，可以根据¹⁴C资料进行地下水定年。在NETPATH的说明书中（Plummer等，1994），作者列举了可用该软件进行模拟的若干实例，其中包括：硅酸盐岩岩石的风化、湖水的蒸发、酸性矿山排水的混合以及化学反应模拟中碳和硫同位素的应用。有兴趣的读者可参阅该说明书。