PHREEQC实践建模技术方法及典型案例解析与高阶拓展应用

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。

一：PHREEQC软件主要功能模块介绍与案例讲解

PHREEQC软件简要介绍，包括软件研发历史、版本迭代与衍生，主要功能模块和应用场景，软件当前“短板”与发展前景。根据当天授课时长，讲解7-10个软件自带经典案例。

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

（重要模块已圈红）

1.4 PHREEQC自带案例库学习

（初步设计讲解前10个案例）

二：PHREEQC自带案例库学习（续）

设计全天针对软件自带后10个案例进行拆解学习。

2.1 PHREEQC自带案例库学习（续）

三：、建模思路培养与案例练习，文献中PHREEQC应用解析与再现

3.1第三方案例练习

3.2 PHREEQC文献应用与还原再现

3.2.1 静态高压釜水热反应过程

3.2.2 基于多矿物溶解平衡计算地热温标

3.2.3露天矿床酸性水体成因分析与环境保护

3.2.4地热系统中玄武岩玻璃对砷元素吸附性能研究

四：PhreePlot软件讲解、稳定场相图绘制与PHREEQC 总结交流

4.1 PhreePlot软件介绍与相图绘制

4.2 PHREEQC系列软件学习心得交流与总结

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