TOUGH2系列軟件傳統(tǒng)地下水模擬軟件Feflow和Modflow不同，TOUGH2系列軟件采用模塊化設(shè)計(jì)和有限積分差網(wǎng)格剖分方法，通過配合不同EOS模塊，軟件可以處理各種復(fù)雜地質(zhì)條件下，諸如地?zé)崮荛_發(fā)，非飽和帶水氣運(yùn)移、油氣運(yùn)移，深部碳存儲(chǔ)，天然氣水合物開發(fā)以及多種環(huán)境修復(fù)等問題。TOUGHREACT是在TOUGH2的基礎(chǔ)上，添加了水文地球化學(xué)模塊，功能上基本囊括了PHREEQC所有模塊，真正意義上完成了運(yùn)移反應(yīng)模擬的全耦合。相較于過去僅僅考慮對(duì)流彌散過程的地下水污染問題，TOUGHREACT在處理復(fù)雜水巖相互作用問題上更具優(yōu)勢(shì)。TMVOC模塊是基于TOUGH2開發(fā)，面向多維度非均質(zhì)介質(zhì)中水、空氣和多組分揮發(fā)性有機(jī)物混合物的三相非等溫流動(dòng)模擬工具。TMVOC設(shè)計(jì)之初是為了處理飽和帶和非飽和帶中烴類物質(zhì)或有機(jī)溶劑逸散造成的污染問題，后又集成了工程修復(fù)的數(shù)值實(shí)現(xiàn)，包括土壤吸附、氣相抽提，地下水開采、蒸汽輔助修復(fù)、生物降解技術(shù)等。目前，TOUGH2系列軟件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高校各領(lǐng)域科研工作之中，并不斷向生產(chǎn)滲透；隨著各項(xiàng)功能不斷開發(fā)和完善，TOUGH2表現(xiàn)出了強(qiáng)大的生命力。通過理論學(xué)習(xí)和上機(jī)實(shí)踐，基本掌握TOUGH2系列軟件的程序構(gòu)成，網(wǎng)格剖分，文件輸入輸出格式，模型通用設(shè)置和前后處理等內(nèi)容，培養(yǎng)獨(dú)立解決各自領(lǐng)域科學(xué)問題的能力。?

專題一、TOUGH2軟件講解及建模步驟

講解多相流數(shù)值模擬的復(fù)雜性，TOUGH2軟件開發(fā)背景、設(shè)計(jì)思路、發(fā)展歷史和各模塊功能，TOUGH2建模過程

1.1 TOUGH2軟件講解
1.2 TOUGH2軟件設(shè)計(jì)思路
1.3 TOUGH2軟件模塊講解
1.4 TOUGH2建模步驟
1.5 TOUGH2軟件數(shù)學(xué)模型講解

專題二：TOUGH2輸入輸出格式講解及網(wǎng)格剖分實(shí)踐

TOUGH2文本輸入輸出格式說明，簡單規(guī)則網(wǎng)格生成練習(xí)及復(fù)雜網(wǎng)格生成技術(shù)方法

2.1 TOUGH2及TOUGHREACT文本輸入輸出格式說明
2.2 TOUGH2網(wǎng)格要求及MESH格式說明
2.3 規(guī)則網(wǎng)格生成練習(xí)（MeshMaker）
2.4 不規(guī)則網(wǎng)格生成技術(shù)
第三方軟件mView、WinGridder、PetraSim軟件講解。練習(xí)PetraSim復(fù)雜網(wǎng)格生成，練習(xí)有限元網(wǎng)格轉(zhuǎn)有限體積網(wǎng)格（toughio方法）。

專題三：TOUGH2各模塊講解與實(shí)操練習(xí)

3.1 地?zé)崮荛_發(fā)背景和我國地?zé)崮荛_發(fā)現(xiàn)狀，以及地?zé)崮荛_發(fā)對(duì)數(shù)值模擬工作的要求；通過實(shí)例練習(xí)（EOS1模塊），掌握TOUGH2在地?zé)崮M中的主要流程、研究重點(diǎn)和基本操作。

3.2 EOS3模塊講解及圓柱體熱管模型練習(xí)
水氣兩相流動(dòng)，考慮溫度影響，區(qū)分液相水與水蒸氣，并追加空氣流動(dòng)，非常適合處理非飽和帶各類水文地質(zhì)問題。

3.3 EOS9模塊講解及離散裂隙模型練習(xí)
使用Richard方程，適用于傳統(tǒng)土壤水動(dòng)力學(xué)規(guī)律研究。

專題四：CO2地質(zhì)封存原理及技術(shù)方法?ECO2N模塊說明及實(shí)例練習(xí)

CO2地質(zhì)封存（CCS）背景講解及ECO2N模塊解析，并通過挪威Sleipner場地模型，掌握TOUGH2及TOUGHREACT基本操作過程和模擬結(jié)果三維可視化。

4.1 CO2地質(zhì)封存背景及Sleipner場地深部碳存儲(chǔ)工程技術(shù)方法
4.2 模型概化及TOUGH2輸入文件設(shè)置（flow.inp）
4.3 TOUGH2輸出文件提取和tecplot可視化處理
4.4 耦合化學(xué)模塊-TOUGHREACT模擬

在原Sleipner水動(dòng)力模型基礎(chǔ)上，添加水文地球化學(xué)模塊，研究CO2注入條件下儲(chǔ)、蓋層中水巖相互作用及物性參數(shù)變化特征；通過和運(yùn)移模型對(duì)比，揭示水化學(xué)反應(yīng)對(duì)流體遷移規(guī)律的影響。

專題五：TMVOC模塊講解及實(shí)例練習(xí)

專題六：水合物開采及Hydrate模塊講解與實(shí)踐練習(xí)

水合物的基本物理過程與開采邏輯，詳細(xì)講解TOUGH+處理水合物的方法，文本輸入關(guān)鍵字，以及如何借助PetraSim實(shí)現(xiàn)模型的前處理。

專題七：TOUGH2高階應(yīng)用與拓展

7.1 隨機(jī)場模型建立方法（SEED和ELEME）
7.2 復(fù)雜三維網(wǎng)格計(jì)算結(jié)果的可視化處理（借助GMS）
7.3 復(fù)雜邊界條件的處理方法技巧（time-dependent）

專題八：建模經(jīng)驗(yàn)分享與學(xué)習(xí)交流

針對(duì)初學(xué)者，梳理TOUGH2系列軟件常見錯(cuò)誤及避免方法，交流建模技巧