水_岩作用系统的随机水文地球化学模拟.pdfVIP

第 15 卷 第 2 期 水 科 学 进 展 Vol15 ,No2 2004 年 3 月 　　 ADVANCES IN WATER SCIENCE 　 Mar . , 2004 　 水岩作用系统的随机水文地球化学模拟 童海涛 , 宋汉周 (河海大学土木工程学院 , 江苏 南京 　210098) 摘要 : 水岩作用过程是一个随机过程 。依据化学热力学的基本原理 , 建立了描述水岩系列间相互作用的数学模 ( ) 型 , 并采用 MonteCarlo 随机分析方法进行求解 。在实例研究中 , 以若干特征值 如均值 、方差以及变异系数等 作为 计算结果 , 来反映水岩系列间相互作用的状态及其变化 。由计算结果知 , 研究区系统内有关水岩作用反应均可 自 发进行 ; 因其方差较大 , 体系自由能接近零或处于平衡状态的机会较大 ; 区内地下水的酸化主要源于页岩中有机质 的氧化 , 由此导致地下水具有酸性及碳酸性侵蚀作用 。 关 　键 　词 : 水岩作用系统 ; MonteCarlo 方法 ; 随机水文 ; 水文地球化学模拟 ( ) 中图分类号 : P3421 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 2004 ( ) 水岩作用系统通常由一定范围内若干个相互作用的要素 , 如水 、岩石 包括工程材料 、有机质以及气体等 组成 , 这些要素按照一定的规律组合在一起 , 与外界不断地进行着能量或能量与物质等方面的交换 , 在影响外 部环境的同时也促进 自身的变化 。水岩作用系统状态随机模拟就是根据水岩系统输入 、输出的随机变化来辩 识水岩作用系统内部各物理量的随机变化 。 水岩作用模拟中 , 常根据化学热力学的一般原理和能量最小原理 , 建立水岩作用规划模型 。即以水岩作 用过程中自由能的变化作为 目标函数 , 由质量守衡原理 、质量作用定律及电荷守衡原理等构成约束条件 , 得到 [ 1] 完整的线性规划问题 , 以最优化方法去求解所建模型 , 从而揭示水岩作用的机理 。郑西来等 最初将水岩作 用线性规划模型应用于含水层系统