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)，非飽和帶水氣運移、油氣運移，深部碳存儲，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移反應(yīng)模擬的全耦合。相較于過去僅僅考慮對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。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)性有機物混合物的三相非等溫流動模擬工具。TMVOC設(shè)計之初是為了處理飽和帶和非飽和帶中烴類物質(zhì)或有機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；隨著各項功能不斷開發(fā)和完善，TOUGH2表現(xiàn)出了強大的生命力。
通過理論學(xué)習(xí)和上機實踐，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)獨立解決各自領(lǐng)域科學(xué)問題的能力?！局髦家约夹g(shù)培訓(xùn)為目的，請參會學(xué)員課前自行配置上課環(huán)境】

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)對數(shù)值模擬工作的要求；通過實例練習(xí)（EOS1模塊），使學(xué)員掌握TOUGH2在地?zé)崮M中的主要流程、研究重點和基本操作。

系統(tǒng)講解面向裂隙介質(zhì)的多重作用介質(zhì)模型-MINC方法，對比考慮不同裂隙發(fā)育條件下對地?zé)衢_采過程的影響。

孔隙介質(zhì)與裂隙介質(zhì)（裂隙發(fā)育密度50, 250m）中地?zé)衢_采影響對比

3.2 EOS3模塊講解及圓柱體熱管模型練習(xí)

水氣兩相流動，考慮溫度影響，區(qū)分液相水與水蒸氣，并追加空氣流動，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場地深部碳存儲工程技術(shù)方法

Sleipner油氣開采和CO2回收再注入

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、蓋層中水巖相互作用及物性參數(shù)變化特征；通過和運移模型對比，揭示水化學(xué)反應(yīng)對流體遷移規(guī)律的影響。

①TOUGHREACT輸入文件設(shè)置?

②模擬結(jié)果可視化

專題五：TMVOC模塊講解及實例練習(xí)

5.1 TMVOC模塊技術(shù)與多尺度模擬練習(xí)

專題六：水合物開采及Hydrate模塊講解與實踐練習(xí)

6.1 水合物開采及Hydrate模塊技術(shù)講解與練習(xí)

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

不同條件下水合物生成所需甲烷消耗量對比（左體積流速，右累積流量）

專題七：TOUGH2高階應(yīng)用與拓展

7.1 隨機場模型建立方法（SEED和ELEME）

7.2 復(fù)雜三維網(wǎng)格計算結(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)驗分享與學(xué)習(xí)交流

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

地下水?dāng)?shù)值模擬軟件有哪些？GMS、Visual MODFLOW Flex、FEFLOW、MODFLOW