HydroGeoSphere/溶質定義

這些指令可用於向系統新增新的溶質（即物種）。HydroGeoSphere 能夠在每次模擬中處理多個溶質，並且還支援直鏈和分支衰變鏈。直鏈衰變鏈的一個示例是以下系統

$Uranium^{234}\rightarrow Thorium^{230}\rightarrow Radium^{226}$

這表明放射性同位素鈾²³⁴的衰變產生子產物釷²³⁰，而釷²³⁰反過來衰變形成鐳²²⁶。有關直鏈衰變鏈的示例，請參見第 4.5.1 節。分支衰變鏈可以具有單個同位素，該同位素衰變成一個或多個子產物，或者子產物具有一個或多個母體。

請注意，溶質在多孔介質、雙重介質或裂隙介質中，或在單個介質的不同區域之間，衰變常數和分配係數（裂隙介質的阻滯因子）的值可能不同。

溶質

導致grok開始讀取一組溶質定義指令，直到它遇到結束指令。

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可用的指令是

名稱

1. spname 溶質名稱。

更改溶質名稱，預設值為Species n，其中n是當前溶質編號。

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自由溶液擴散係數

1. diffrac 自由溶液擴散係數 [L² T⁻¹]，$D_{free}$ 在方程 2.97 中。

為自由溶液擴散係數分配一個新值，預設值為 0.0（零）。

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母體

1. npa 當前物種的母體物種數量。如果當前物種有一個或多個母體，則輸入以下npa次（即每個母體一次）

(a) kparen, aparen 母體物種編號和質量分數。

為母體物種數量分配一個值，預設值為 0。質量分數是一個介於 0 和 1 之間的數字，它定義了母體物種轉化為子物種（即當前物種）的程度。

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以下引數影響多孔介質溶質特性

衰變常數

1. clambda 一級衰變常數 [T⁻¹]，${\lambda }$ 在方程 2.95 中。

為域中所有多孔介質區域分配溶質一級衰變常數的統一值。預設值為 0.0（無衰變）。

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分割槽衰變常數

1. clambda(i,j),j=1,nzones_prop 物種 i 每個多孔介質區域 j 的一級衰變常數 [T⁻¹]，${\lambda }$ 在方程 2.95 中。

為域中的每個多孔介質區域分配溶質一級衰變常數的唯一值。預設值為 0.0（無衰變）。

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分配係數

1. dkd 分配係數，$K^{\prime }$ 在方程 2.96 中。

為域中所有多孔介質區域分配溶質分配係數的統一值。預設值為 0.0（無衰減）。

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分割槽分配係數

1. dkd(i,j),j=1,nzones_prop 物種i在每個多孔介質區域j的分配係數，$K^{\prime }$，見公式 2.96。

為域中的每個多孔介質區域分配一個唯一的分配係數值。預設值為 0.0（無衰減）。

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雙重衰減常數

1. clambda 一階衰減常數 [T⁻¹]，${\lambda }_{d}$，見公式 2.103。

為域中所有雙重連續體區域分配一個統一的溶質一階衰減常數值。預設值為 0.0（無衰減）。

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分割槽分割槽雙重衰減常數

1. clambda(i,j),j=1,nzones_prop 物種i在每個雙重連續體區域j的一階衰減常數 [T⁻¹]，${\lambda }_{d}$，見公式 2.103。

為域中的每個區域分配一個唯一的溶質一階衰減常數值。預設值為 0.0（無衰減）。

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雙重分配係數

1. dkd 分配係數，$K_{d}^{\prime }$，見公式 2.104。

為域中所有雙重連續體區域分配一個統一的溶質分配係數值。預設值為 0.0（無衰減）。

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分割槽分割槽雙重分配係數

1. dkd(i,j),j=1,nzones_prop 物種i在每個雙重連續體區域j的分配係數，$K_{d}^{\prime }$，見公式 2.104。

為域中的每個雙重連續體區域分配一個唯一的分配係數值。預設值為 0.0（無衰減）。

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以下引數會影響裂縫介質溶質特性

裂縫衰減常數

1. clambda_f 一階衰減常數 [T⁻¹]，${\lambda }_{f}$，見公式 2.99。

為域中所有離散裂縫區域分配一個統一的溶質一階衰減常數值。預設值為 0.0（無衰減）。

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分割槽分割槽裂縫衰減常數

1. clambda_f(i,j),j=1,nzones_prop 物種i在每個離散裂縫區域j的一階衰減常數 [T⁻¹]，${\lambda }_{f}$，見公式 2.99。

為域中的每個離散裂縫區域分配一個唯一的溶質一階衰減常數值。預設值為 0.0（無衰減）。

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裂縫阻滯因子

1. rfrac 裂縫阻滯因子，$R_{f}$，見公式 2.100。

為域中所有離散裂縫區域分配一個統一的裂縫阻滯因子值。預設值為 1.0（無衰減）。

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分割槽分割槽裂縫阻滯因子

1. rfrac(i,j),j=1,nzones_prop 物種i在每個離散裂縫區域j的阻滯因子，$R_{f}$，見公式 2.100。

為域中的每個離散裂縫帶分配一個唯一的裂縫阻滯因子值。預設值為 1.0（無衰減）。

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以下引數會影響陸地介質溶質特性

陸地衰減常數

1. clambda_o 一階衰減常數 [T⁻¹]，${\lambda }_{f}$ 在等式 2.110 中。

為域中的所有陸地流動帶分配一個統一的溶質一階衰減常數值。預設值為 0.0（無衰減）。

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分割槽陸地衰減常數

1. clambda_o(i,j),j=1,nzones_prop 每個陸地流動帶 j 中物種 i 的一階衰減常數 [T⁻¹]，${\lambda }_{f}$ 在等式 2.99 中。

為域中的每個陸地流動帶分配一個唯一的溶質一階衰減常數值。預設值為 0.0（無衰減）。

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陸地阻滯因子

1. rolf 陸地流動阻滯因子，$R_{o}$ 在等式 2.100 中。

為域中的所有陸地帶分配一個統一的陸地阻滯因子值。預設值為 1.0（無衰減）。

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分割槽陸地阻滯因子

1. rfrac(i,j),j=1,nzones_prop 每個陸地流動帶 j 中物種 i 的阻滯因子，$R_{o}$ （類似於 $R_{f}$ 在等式 2.100 中）。

為域中的每個陸地帶分配一個唯一的陸地流動阻滯因子值。預設值為 1.0（無衰減）。

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以下說明可用於識別某些物種。這對於從單個物種濃度和溫度計算流體密度和粘度（用於變密度傳輸）尤其重要。請注意，流體溫度被視為移動物種。

鈉物種

目前定義的物種被識別為鈉，${Na^{+}}$

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以下說明同樣可以用於識別其他物種

鉀物種

鈣物種

鎂物種

氯物種

硫酸鹽物種

碳酸氫鹽物種

碳酸鹽物種

鹽質量分數

溫度物種

預設情況下，沒有物種會影響流體密度或粘度。可以透過以下說明更改此預設值

影響流體特性

使用此說明，目前定義的物種會影響流體密度和粘度。此說明只能應用於以下物種：$Na^{+},K^{+},Ca^{2+},Mg^{2+},Cl^{-},SO_{4}^{2-},CO_{3}^{2-}$ 和 $HCO_{3}^{-}$，流體溫度 $T$ 和鹽質量分數 $smf$。請注意，目前，如果鹽質量分數會影響流體特性，則沒有其他物種會影響流體特性。

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說明的放置

請注意，諸如衰減常數和分割槽衰減常數對於給定溶質而言是相互排斥的，不應出現在同一個溶質 . . . 結束溶質塊中。這也適用於所有型別介質的分配係數定義。但是，您可以定義一個具有在整個域中統一的衰減或衰減特性的溶質，而另一個溶質則具有分割槽行為。

由於每次使用說明溶質時都會建立一個新物種，因此任何依賴於它的說明（例如使裂縫, 指定濃度, 指定第三類濃度等）應放在它之後，在 字首.grok檔案中。

溶質定義示例

以下簡單示例展示瞭如何定義一個稱為“物種 1”的單個、保守、不衰減的溶質，其自由溶液擴散係數為零（0.0）

Solute
End solute

圖 5.7 展示了一個更復雜的系統示例，該系統包含兩種溶質和 7 個物質區。該示例針對第一種溶質（稱為 DCB）進行說明，該溶質僅在區域 1 中衰變，並且其分配係數在不同區域之間有所不同。

solute
    name
    DCB

    free-solution diffusion coefficient
    3.689e-5        ! free solution diffusion coefficient (m2/d)

    zoned decay constant
    0.693           ! 1 first-order decay constant (1/d)
    0.0             ! 2
    0.0             ! 3
    0.0             ! 4
    0.0             ! 5
    0.0             ! 6
    0.0             ! 7

    zoned distribution coefficient
    0.0005          ! 1 distribution coefficient (kg/m3)
    0.0005          ! 2
    0.0005          ! 3
    0.0013          ! 4
    0.005           ! 5
    0.014           ! 6
    0.020           ! 7

end solute

圖 5.7：定義具有區域屬性的母體溶質

圖 5.8 展示瞭如何定義第二種溶質（稱為 BAM），該溶質是 DCB 的子產物，不會衰變。這種溶質與第一種溶質具有相同的區域分配係數。

solute
    name
    BAM

    free-solution diffusion coefficient
    3.7295e-5           ! free solution diffusion coefficient (m2/d)

    parents
    1               ! i.e. DCB
    ! parent #          ! mass ratio
    !==========      =============
        1                 1.0

    decay constant
    0.0             ! first-order decay constant (1/d)

    zoned distribution coefficient
    0.0005              ! 1 distribution coefficient (kg/m3)
    0.0005              ! 2
    0.0005              ! 3
    0.0013              ! 4
    0.005               ! 5
    0.014               ! 6
    0.020               ! 7

end solute

圖 5.8：定義具有區域屬性的子溶質