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HYDROGEOCHEM 是一款功能強(qiáng)大的水文運(yùn)輸和地球化學(xué)動(dòng)力學(xué)混合模型，版本1包含于版本2中。
水文地質(zhì)學(xué)-水文傳輸和混合地球化學(xué)動(dòng)力學(xué)/平衡模型
HYDROGEOCHEM 1是飽和-非飽和介質(zhì)中水文傳輸和地球化學(xué)反應(yīng)的耦合模型。它旨在模擬Na，水成分的瞬態(tài)和/或穩(wěn)態(tài)傳輸以及Ns吸附劑成分和離子交換部位的瞬態(tài)和/或穩(wěn)態(tài)質(zhì)量平衡。HYDROGEOCHEM沿著運(yùn)輸路徑計(jì)算N組分物種，Mx復(fù)雜物種，My吸附物種的物種分布。Mz離子交換物質(zhì)和Mp可能沉淀的物質(zhì)。HYDROGEOCHEM是可用于模擬反應(yīng)性多物種-多組分化學(xué)物質(zhì)通過飽和-不飽和介質(zhì)傳輸?shù)哪Ｐ汀?/span>它不是路徑模型；它不是路徑模型。它是一個(gè)真實(shí)的運(yùn)輸模型，并伴有均相和異質(zhì)地球化學(xué)反應(yīng)。
HYDROGEOCHEM 2是對(duì)HYDROGEOCHEM的修改，旨在解決耦合的水文運(yùn)輸和地球化學(xué)平衡問題。修改包括用混合化學(xué)動(dòng)力學(xué)和平衡模型（KEMOD）替換EQMOD化學(xué)平衡子例程，以處理濃度受熱力學(xué)或動(dòng)力學(xué)控制的物質(zhì)。HYDROGEOCHEM2是飽和-不飽和介質(zhì)中水文傳輸和地球化學(xué)反應(yīng)的耦合模型。HYDROGEOCHEM 2包含兩個(gè)基本模塊：運(yùn)輸模塊和地球化學(xué)反應(yīng)模塊。傳輸模塊設(shè)計(jì)為模擬：（1）N鹽成分的瞬態(tài)和/或穩(wěn)態(tài)傳輸，（2）N吸附劑成分和NSITE離子交換部位的瞬態(tài)和/或穩(wěn)態(tài)質(zhì)量平衡。地球化學(xué)反應(yīng)模塊旨在計(jì)算N =（Na + Ns）組成物種，Mx-Kx平衡控制的復(fù)雜物種，（My＆Kdash）平衡控制的吸附物種，Ky動(dòng)力學(xué)控制的吸附物種（Mz＆ndash）的物種分布； Kz）平衡控制的離子交換物質(zhì)，Kz動(dòng)力學(xué)控制的離子交換物質(zhì)，（Mp＆amp; Kp）平衡控制的潛在沉淀物質(zhì)和Kp動(dòng)力學(xué)控制的沉淀物質(zhì)。傳輸模塊包括對(duì)流，分散/擴(kuò)散和輕微變形。Kz）平衡控制的離子交換物質(zhì)，Kz動(dòng)力學(xué)控制的離子交換物質(zhì)，（Mp＆amp; Kp）平衡控制的潛在沉淀物質(zhì)和Kp動(dòng)力學(xué)控制的沉淀物質(zhì)。傳輸模塊包括對(duì)流，分散/擴(kuò)散和輕微變形。Kz）平衡控制的離子交換物質(zhì)，Kz動(dòng)力學(xué)控制的離子交換物質(zhì)，（Mp＆amp; Kp）平衡控制的潛在沉淀物質(zhì)和Kp動(dòng)力學(xué)控制的沉淀物質(zhì)。傳輸模塊包括對(duì)流，分散/擴(kuò)散和輕微變形。
水文地球化學(xué)簡(jiǎn)介
HYDROGEOCHEM的目的是模擬瞬態(tài)和/或穩(wěn)態(tài)密度相關(guān)的流場(chǎng)和溫度分布，并計(jì)算地下介質(zhì)中反應(yīng)性多種化學(xué)濃度的瞬態(tài)和/或穩(wěn)態(tài)分布。
HYDROGEOCHEM可以在完全飽和，完全不飽和，部分不飽和或部分飽和的地下介質(zhì)的三維平面上計(jì)算和預(yù)測(cè)壓頭，含水量，流速和總壓頭的分布。它還可以計(jì)算和預(yù)測(cè)多種化學(xué)成分的時(shí)空分布。介質(zhì)可以根據(jù)需要由具有不同材料屬性的多種類型的土壤和地質(zhì)單元組成。每種土壤類型可以是各向同性或各向異性的。控制化學(xué)分布分布的過程包括（1）水絡(luò)合，還原-氧化，吸附以及沉淀和溶解的地球化學(xué)平衡，以及（2）通過對(duì)流，分散和不飽和作用的水文輸送。
在適當(dāng)?shù)某跏歼吔鐥l件和四種邊界條件的約束下，利用Galerkin有限元方法模擬了控制不飽和介質(zhì)中壓力分布和水流的廣義Richards方程和Darcy定律。根據(jù)質(zhì)量守恒原理推導(dǎo)水文輸運(yùn)方程（一組PDE），并基于質(zhì)量平衡和質(zhì)量作用推導(dǎo)地球化學(xué)平衡方程（一組AE）。PDE和AE的耦合集是使用常規(guī)有限元方法或具有峰值捕獲方案的混合Langrangian-Eulerian有限元方法來(lái)模擬的，這些方法受適當(dāng)?shù)某跏歼吔鐥l件和四種邊界條件的影響。六面體元素，三棱柱，
HYDROGEOCHEM是飽和-不飽和介質(zhì)中水文傳輸和地球化學(xué)反應(yīng)的耦合模型。它旨在模擬Na，水成分的瞬態(tài)和/或穩(wěn)態(tài)傳輸以及Ns吸附劑成分和離子交換部位的瞬態(tài)和/或穩(wěn)態(tài)質(zhì)量平衡。HYDROGEOCHEM沿著運(yùn)輸路徑計(jì)算N組分物種，Mx復(fù)雜物種，My吸附物種的物種分布。Mz離子交換物質(zhì)和Mp可能沉淀的物質(zhì)。物理，水文和化學(xué)設(shè)置如下。
介質(zhì)：非均質(zhì)和各向異性。
流量條件：飽和-不飽和流量。
水文過程：對(duì)流，擴(kuò)散和擴(kuò)散。
化學(xué)過程：水絡(luò)合，吸附/解吸（表面絡(luò)合，恒定電容和雙層方法），離子交換，沉淀/溶解，氧化還原和酸堿反應(yīng)。
源/接收器：時(shí)空相關(guān)元素和點(diǎn)源/接收器。
初始條件：指定的初始條件或模擬的穩(wěn)態(tài)解作為初始條件。
邊界條件：Dirichlet邊界上規(guī)定的總分析濃度，流入邊界上規(guī)定的通量，流出邊界上的自然推測(cè)通量-所有邊界值（濃度或通量）在空間上和時(shí)間上都是依賴的。
數(shù)值離散：具有四邊形元素，三角形元素或這兩種類型的混合物的有限元方法。
近似選項(xiàng)：矩陣或質(zhì)量塊一致，用于表面和元素積分的節(jié)點(diǎn)正交或高斯正交。
求解器：直接帶矩陣求解器，基本點(diǎn)迭代和4種PCG方法（多項(xiàng)式PCG，不完全Cholesky PCG，修改的不完全Cholesky PCG和對(duì)稱連續(xù)超松弛PCG）。
時(shí)間步長(zhǎng)：隱式差異，Crank-Nicholson中心差異或中間差異。
地球化學(xué)反應(yīng)的求解方法：牛頓-拉夫遜全旋轉(zhuǎn)解雅可比矩陣方程式和物種濃度約束。
HYDROGEOCHEM是可用于模擬反應(yīng)性多物種-多組分化學(xué)物質(zhì)通過飽和-不飽和介質(zhì)傳輸?shù)哪Ｐ汀?/span>它不是路徑模型；它不是路徑模型。它是一個(gè)真實(shí)的運(yùn)輸模型，并伴有均相和異質(zhì)地球化學(xué)反應(yīng)。
水文地球化學(xué)的特殊功能
HYDROGEOCHEM的特殊之處在于它在建模方面的靈活性和多功能性，從而解決了盡可能多的問題。該模型旨在（1）處理異質(zhì)和各向異性介質(zhì)，（2）考慮時(shí)空分布以及點(diǎn)源/匯，（3）接受規(guī)定的初始條件或通過模擬穩(wěn)態(tài)版本獲得初始條件（4）處理分布在Dirichlet邊界上的規(guī)定瞬態(tài)濃度，（5）處理可變邊界上的時(shí)間相關(guān)通量，（6）處理Cauchy邊界上的時(shí)間相關(guān)總通量，
水文化學(xué)輸入
（1）就節(jié)點(diǎn)和元素而言的幾何形狀，以及就節(jié)點(diǎn)和片段而言的邊界；（2）土壤特性，包括：（a）飽和水力傳導(dǎo)率或滲透率；（b）水和介質(zhì)的可壓縮性；（c）堆密度；（d）每種土壤或地質(zhì)單位的三種土壤特性曲線，即保留曲線，相對(duì)電導(dǎo)率與水頭曲線以及水容量曲線；（e）影響孔隙率；（f）每種土壤類型或地質(zhì)單位的分散度和有效分子擴(kuò)散系數(shù)；（3）壓頭在感興趣區(qū)域的初始分布；（4）凈降水量，允許的積水深度，潛在的蒸發(fā)以及允許的土壤小壓頭；（5）在狄利克雷邊界上的規(guī)定頭；（6）在柯西和/或諾伊曼邊界上的規(guī)定通量；（七）人工取水或注水；（8）化學(xué)成分?jǐn)?shù)目，化學(xué)種類及其熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)；（9）人工水/水和所有化學(xué)成分的水槽；（10）在狄利克雷邊界上規(guī)定的所有化學(xué)成分的總濃度；（11）在可變邊界上規(guī)定的所有化學(xué)成分的通量；（12）所有化學(xué)成分濃度的初始分布。項(xiàng)目4到11中的所有輸入都可以是時(shí)間相關(guān)的或隨時(shí)間變化的。（11）在可變邊界上規(guī)定的所有化學(xué)成分的通量；（12）所有化學(xué)成分濃度的初始分布。項(xiàng)目4到11中的所有輸入都可以是時(shí)間相關(guān)的或隨時(shí)間變化的。（11）在可變邊界上規(guī)定的所有化學(xué)成分的通量；（12）所有化學(xué)成分濃度的初始分布。項(xiàng)目4到11中的所有輸入都可以是時(shí)間相關(guān)的或隨時(shí)間變化的。
水文化學(xué)輸出
（1）在任何期望的時(shí)間在二維網(wǎng)格上的壓頭，總壓頭，含水量和流速；（2）在任何需要的時(shí)間通過各種邊界的水通量和介質(zhì)中積累的水量；（3）在任何需要的時(shí)間在三維網(wǎng)格上分布所有化學(xué)成分的總分析濃度，總?cè)芙鉂舛?，總吸附濃度，總沉淀濃度和自由離子濃度；（4）通過可變邊界的廢物通量；（5）等效kds作為感興趣區(qū)域中時(shí)間和空間的函數(shù)。
HYDROGEOCHEM要求：具有16 MB RAM和FORTRAN編譯器的Pentium，任何工作站，例如IBM RS6000，DEC Alpha，Silicon Graphics，Sun SparcStation和HP 9000系列
