水-岩作用系统的随机水文地球化学模拟.pdfVIP

第 卷 第 期 水 科 学 进 展 ， #7 D(/3#7 E(3 年 月 ， $$2 1 4CD4E,9F GE H4I9J F,G9E,9 ’-.K $$2 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 #$$% ） 摘要：水 岩作用过程是一个随机过程。依据化学热力学的基本原理，建立了描述水 岩系列间相互作用的数学模 ! ! 型，并采用’()*+!,-./( 随机分析方法进行求解。在实例研究中，以若干特征值（如均值、方差以及变异系数等）作为 计算结果，来反映水 岩系列间相互作用的状态及其变化。由计算结果知，研究区系统内有关水 岩作用反应均可自 ! ! 发进行；因其方差较大，体系自由能接近零或处于平衡状态的机会较大；区内地下水的酸化主要源于页岩中有机质 的氧化，由此导致地下水具有酸性及碳酸性侵蚀作用。 关 键 词：水 岩作用系统； 方法；随机水文；水文地球化学模拟 ! ’()*+!,-./( 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ） 0123# 4 #$$#!56%# $$2 $!$##!$7 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 ［］ 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