Question

常用模拟软件简介

Answer 1

最初开发并公开用来进行水溶组分平衡分布及矿物饱和指数计算的软件是WATEQ，它是Truesdell 和Jone于1974年用PL/I语言编写的，主要用来对天然水的水溶组分平衡分布及矿物的饱和指数进行计算。Plummer等（1976）将WATEQ翻译成了FORTRANIV语言，从而形成了WATEQ的FORTRAN版本WATEQF。其后，对WATEQ的改进主要集中在增加数据库中组分的热力学资料上，在WATEQ2中增加了微量元素的热力学资料（Ball等，1981），Nordstrom 等（1984）在WATEQ2的基础上又增加了含铝组分和三水铝石，在WATEQ3中，Ball等（1981）增加了铀化合物的热力学资料，目前的版本WATEQ4F可用来对地下水中所有主要组分和许多微量组分的平衡分布进行计算，其热力学数据库包含了数百种组分和矿物的平衡常数，以及用来对平衡常数的温度变化进行校正的焓值。此外，多年来人们还开发了许多其他类似的软件，主要有MINEQA2和PHREEQC等。Nordstrom等对这些软件进行了对比，发现不同软件的计算结果有时会有很大的差别，他们认为引起这种误差的主要原因是热力学数据库的不同，当然活度系数的计算方法、氧化还原假定、温度和碱度的校正方法以及所考虑衍生组分的个数等都对计算结果有一定影响。

表6-1-6对比了WATEQ系列软件及其他类似软件可模拟的水文地球化学问题，它们均可以进行水溶组分平衡分布计算、氧化还原平衡计算、液-气平衡计算、矿物饱和指数计算，且可对平衡常数随温度的变化进行校正。WATEQ4F可求出给定水化学条件下所有可能形成矿物的饱和指数，但对反应性矿物的合理选择及调整则主要取决于模拟者。尽管WATEQ系列软件可很方便地用来对矿物的饱和指数进行计算，但它不具备对物质在相间的传输进行模拟的功能。

表6-1-6 WATEQ、MINEQA2和PHREEQC的模拟功能对比