PHREEQC水文地球化学模拟：矿物饱和指数计算→有机污染物降解动力学→地热温标反演→三维反应运移建模，GibbsStudio和PhreePlo方法与OGS耦合

PHREEQC是由美国调查局开发、面向多时空尺度下各类水体中存在的化学反应与溶质运移过程的通用模拟程序。软件以静态原位-多组分化学平衡计算为基础，涉及各类矿物、气体、固溶体、离子交换与表面络合反应等，同时具备处理一维溶质运移、反应动力学和反向模拟的能力。目前，PHREEQC已广泛应用于各类实验研究与理论计算，如离子组分与活度计算、矿物饱和指数评估、各类优势相图绘制以及多参数拟合等，同时在矿山排水酸化、包气带与饱和带地下水污染与修复、地热地质过程评价、核废料处理以及二氧化碳封存等领域均有着重要应用。

我们总结了在建模时遇到的共性问题以及热点方向，包括：1）水文地球化学基础相对薄弱，对于各类反应机理和控制方程知之甚少，如有机碳和无机碳的处理，气体分压、溶解与析出，表面吸附和离子交换的区别等；2）普遍关心有机污染物的生物降解问题，如新污染物在数据库中的追加与修改，各类反应的动力学方程耦合与计算等；3）对突破PHREEQC仅能处理一维反应运移的能力存在强烈需求，如三维复杂流场中水岩反应的精细刻画，多场耦合问题等。

本期内容拟分为三个维度开展，第一阶段：侧重水文地球化学基础，依托APPELO编著的GEOCHEMISTRY,GROUNDWATER AND POLLUTION一书和USGS Workshop（2011）相关材料展开PHREEQC基础功能讲解和自带案例练习；第二阶段：侧重真实场景建模与实践，结合最新发表相关论文开展多领域PHREEQC应用说明及反向“编译”练习；第三阶段：侧重高阶功能拓展，通过PhreePlot、GibbsStudio、OGS-PHREEQC等软件实现矿物稳定场图、元素Eh-pH分布图绘制以及复杂场景下各类反应运移模型构建与处理。进一步夯实水文地球化学化学基本理论，掌握PHREEQC模型搭建思路与重要模块使用原则，并初步形成独立解决各自研究领域实际问题的能力。

【目标】：
1、了解PHREEQC系列软件研发历史，各衍生版本功能与区别，及当前软件短板与发展前景
2、熟悉PHREEQC软件功能与应用场景，掌握PHREEQC常用模块调用与功能耦合，包括离子组分计算、矿物饱和指数计算、平衡相、氧化还原反应、吸附解析反应、表面络合反应以及反应动力学通用计算等
3、理解PHREEQC反向模拟原理，并掌握软件操作
4、掌握PHREEQC基本文本输出和绘图功能，并进一步拓展使用GibbsStudio和PhreePlot开展后处理的能力
5、掌握软件自带20个案例建模思路，告别以往单纯代码讲解环节；通过提供初始数据，让学员自己练习建模步骤，理解建模思路
6、结合近年来文献中PHREEQC应用场景，选择3-4个典型应用，完成代码与数据再现
7、理解PHREEQC与其他第三方软件耦合机理，并重点掌握使用OpenGeoSys-PHREEQC解决各类复杂水文地球化学问题的能力

第一部分 PHREEQC软件介绍、主要功能模块介绍与部分自带案例

PHREEQC软件介绍，包括软件研发历史、版本迭代与衍生，主要功能模块介绍和应用场景，软件当前“短板”与发展前景

1.1 PHREEQC软件介绍 1.2 PHREEQC功能介绍 1.3 PHREEQC主要功能模块介绍1.4 PHREEQC自带案例库学习

第二部分 建模思路培养与案例练习，文献中PHREEQC应用解析与再现

提供案例说明与基础数据，初步了解建模思路后，自主完成新案例的代码实现，锻炼学员独立解决实际问题的能力。实例素材选自近年来发表的涉及PHREEQC应用的文献

2.1 第三方案例练习（1）不同回灌水比例条件下相关矿物饱和指数变化（2）有机物降解速率与微生物生长曲线关系（3）氧化条件下持续注水清除地下水中铁离子（4）四氯乙烯PCE生物降解过程模拟（数据库添加新组分）

2.2 PHREEQC文献应用与还原再现 （1）表面络合吸附反应 2篇文章 （2）基于多矿物溶解平衡计算地热温标  （3）氯化乙烯微生物降解动力学过程研究  （4）地热系统中玄武岩玻璃对砷元素吸附性能研究 （5）地热回灌过程中重晶石（硫酸钡）沉淀与注入率损失研究   

第三部分 PhreePlot软件介绍、稳定场相图绘制练习；OGS-PHREEQC耦合模型介绍与练习；PHREEQC软件总结交流

介绍PhreePlot软件，并重点就稳定场相图绘制进行练习。就PHREEQC系列软件功能、不足与拓展进行总结说明

3.1 PhreePlot软件介绍与相图绘制

3.2 OGS-PHREEQC软件拓展说明与练习

OpenGeoSys，简称OGS，是一个免费开源的，面向多孔与裂隙介质中水-热-化-力过程的模拟软件。在化学模块的处理上，OGS耦合了IPHREEQC，弥补了PHREEQC只能处理简单一维水流运移过程，将PHREEQC的应用推上了一个新的高度

湿地废水循环净化模型（非饱和带+溶质运移+有机碳、氮和硫的生物降解）

50天模拟后湿地剖面上各物质组分分布

OGS-PHREEQC能够处理的其他复杂反应运移模型

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