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HPx – 耦合Hydrus和PHREEQC模型
Hydrus已与PHREEQC地球化学代码（Parkhurst & Appelo, 1999）耦合，创建了一个新的综合模拟工具HP2（HYDRUS-PHREEQC-2D的缩写），与类似的一维模块HP1相对应。HP2除了维度（2D）外，具有与HP1相同的能力。HP2包含模拟以下过程的模块：(1) 瞬态水流，(2) 多组分运移，(3) 混合平衡/动力学生物地球化学反应，以及(4) 二维可变饱和多孔介质（土壤）中的热运移。因此，HP2通过保留Hydrus-2D和PHREEQC程序的大部分原始功能，实现了两者的显著扩展。该代码仍使用Richards方程模拟二维可变饱和水流，使用对流-弥散型方程模拟热和溶质运移。此外，这个松散耦合的程序还可以模拟水中、包气带和地下水系统中广泛范围的低温生物地球化学反应，包括基于热力学平衡、动力学或混合平衡-动力学反应的与矿物、气体、交换体和吸附表面的相互作用。HP2（与HP1类似）使用算子分裂方法，在一个时间步内不进行迭代（非迭代顺序建模方法）。Jacques等人(2006)通过将HP1与TCE降解的解析解进行比较，以及在涉及不同流动条件（稳态和瞬态）的混合平衡和动力学反应情况下，评估了算子分裂方法对动力学反应网络的准确性。
Jacques和Šimůnek (2005)、Šimůnek等人(2006)以及Jacques等人(2008ab)通过多个示例展示了HP1的多功能性，这些示例包括：a) 受多重阳离子交换反应影响的重金属（Zn²⁺、Pb²⁺和Cd²⁺）运移，b) 非晶SiO₂和三水铝石（Al(OH)₃）的矿物溶解运移，c) 具有pH依赖性阳离子交换复合物的介质中的重金属运移，d) 高碱性溶液在粘土样品中的入渗（该示例考虑了高岭石、伊利石、石英、方解石、白云石、石膏、水滑石和海泡石的动力学沉淀-溶解），e) 土壤剖面中长期瞬态水流和主要阳离子（Na⁺、K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺）及重金属（Cd²⁺、Zn²⁺和Pb²⁺）的运移，f) 酸性砂质土壤中的镉淋洗，g) 放射性核素运移，以及h) 矿物磷肥施用后农业田地土壤中的长期铀迁移。这些示例中的大部分已使用HP2重新运行，验证了耦合程序各组成部分的正确实现。
注意，HP2代码已完全集成到HYDRUS (2D/3D)软件包中，因此当您获得HYDRUS (2D/3D)和HP2许可证并从我们的网站下载HYDRUS时，它将与选定的示例一起自动安装。用户手册和如何使用HP1和HP2的说明可在下方下载。
手册和说明
下载HP2程序手册及相关文档
- Šimůnek, J., D. Jacques, M. Šejna, and M. Th. van Genuchten, The HP2 Program for HYDRUS (2D/3D), A Coupled Code for Simulating Two-Dimensional Variably-Saturated Water Flow, Heat Transport, Solute Transport and Biogeochemistry in Porous Media, (HYDRUS + PHREEQC + 2D), Version 1.0, PC Progress, Prague, Czech Republic, 76 pp., 2012. 下载PDF
- Jacques, D., and J. Šimůnek, User Manual of the Multicomponent Variably-Saturated Flow and Transport Model HP1, Description, Verification and Examples, Version 1.0, SCK•CEN-BLG-998, Waste and Disposal, SCK•CEN, Mol, Belgium, 79 pp., 2005. 下载PDF
- Jacques, D., and J. Šimůnek, Notes on HP1 – a software package for simulating variably-saturated water flow, heat transport, solute transport and biogeochemistry in porous media, HP1 Version 2.2, SCK•CEN-BLG-1068, Waste and Disposal, SCK•CEN, Mol, Belgium, 113 pp., 2010. 下载PDF
相关参考文献
- Šimůnek, J., D. Jacques, M. Th. van Genuchten, and D. Mallants, Multicomponent geochemical transport modeling using the HYDRUS computer software packages, J. Am. Water Resour. Assoc., 42(6), 1537-1547, 2006. 下载PDF
- Jacques, D., J. Šimůnek, D. Mallants, and M. Th. van Genuchten, Operator-splitting errors in coupled reactive transport codes for transient variably saturated flow and contaminant transport in layered soil profiles, J. Contam. Hydrology, 88, 197-218, 2006. 下载PDF
- Jacques, D., J. Šimůnek, D. Mallants, and M. Th. van Genuchten, Modeling coupled hydrological and chemical processes: Long-term uranium transport following mineral phosphorus fertilization, Vadose Zone Journal, doi:10.2136/VZJ2007.0084, Special Issue "Vadose Zone Modeling", 7(2), 698-711, 2008. 下载PDF (1.5 MB)
- Jacques, D., J. Šimůnek, D. Mallants and M. Th. van Genuchten, Modelling coupled water flow, solute transport and geochemical reactions affection heavy metal migration in a Podzol soil, Geoderma, doi:10.1016/j.geoderma.2008.01.009, 145, 449-461, 2008. 下载PDF
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