transport

[Mr.white]

SOLUTION 0
    temp      64
    pH        6.05
    pe        8.41
    redox     pe
    units     mol/kgw
    density   1
    C         0.0597
    Ca        0.00462
    Cl        0.309
    K         0.05728
    Mg        0.01031
    N         0.002191
    Na        0.2273
    S         0.005945
    [12C1]    0.0525
    [13C1]    0.000555
    [C2]      0.000624
    [C3]      0.000242
    -water    1 # kg
REACTION_PRESSURE 0-0
    98
SOLUTION 1
    temp      60
    pH        10.958
    pe        4.4
    redox     pe
    units     mol/kgw
    density   1
    C         0.003411
    Ca        0.004604
    Cl        0.2886
    K         0.05288
    Mg        0.01126
    Na        0.2099
    S         0.00646
    -water    1 # kg
REACTION_PRESSURE 1-1
    88
SOLUTION 2
    temp      56
    pH        10.806
    pe        5.112
    redox     pe
    units     mol/kgw
    density   1
    C         0.00535
    Ca        0.00459
    Cl        0.269
    K         0.0485
    Mg        0.0122
    Na        0.193
    S         0.00697
    -water    1 # kg
REACTION_PRESSURE 2-2
    78
SOLUTION 3
    temp      52
    pH        10.5
    pe        5.737
    redox     pe
    units     mol/kgw
    density   1
    C         0.00731
    Ca        0.00457
    Cl        0.248
    K         0.0441
    Mg        0.0132
    Na        0.175
    S         0.00749
    -water    1 # kg
REACTION_PRESSURE 3-3
    68
SOLUTION 4
    temp      48
    pH        9.63
    pe        6.604
    redox     pe
    units     mol/kgw
    density   1
    C         0.00926
    Ca        0.00456
    Cl        0.228
    K         0.0397
    Mg        0.0141
    Na        0.158
    S         0.008
    -water    1 # kg
REACTION_PRESSURE 4-4
    58
SOLUTION 5
    temp      44
    pH        8.6
    pe        7.9
    redox     pe
    units     mol/kgw
    density   1
    C         0.0112
    Ca        0.00454
    Cl        0.208
    K         0.0354
    Mg        0.0151
    Na        0.14
    S         0.00851
    -water    1 # kg
REACTION_PRESSURE 5-5
    48
SOLUTION 6
    temp      40
    pH        6.68
    pe        4
    redox     pe
    units     ppm
    density   1
    Alkalinity 630.33 as HCO3
    C(4)      0
    Ca        179
    Cl        6584.67
    K         1195.3
    Mg        384.33
    Na        2789.03
    S(6)      856.33
    -water    1 # kg
REACTION_PRESSURE 6-6
    38
TRANSPORT
    -cells                 6
    -time_step             946080000000000 # seconds
    -flow_direction        diffusion_only
    -boundary_conditions   constant closed
    -lengths               6*100
    -stagnant              6
I have set up 7 solutions, and I want to simulate the effect of diffusion on the fractionation of C1. Specifically, I want to model the process where solution 0 gradually diffuses into the other solutions below. Solution 0 acts as the mobile solution, while the other 6 solutions represent a solution gradient (immobile). It seems that I need to configure the MIX keyword, as well as the exchange_factor and stagnant_cells. I?m not sure how to set these correctly. Regarding the TRANSPORT setup, I provided some parameter settings above, but there might be some issues with them. I would appreciate any corrections or guidance. Thank you.

[dlparkhurst]

Please include your SOLUTION_MASTER_SPECIES, SOLUTION_SPECIES, ISOTOPES, and any other input related to your definitions of [12C1], [13C1], and others. I cannot reproduce your results without them.

Please use the # button to include your scripts.

[Mr.white]

SOLUTION_MASTER_SPECIES
[12C1]          [12C1]    0      16.042        16.042
[C2]          [C2]    0      30.068        30.068
[C3]          [C3]    0      44.094        44.094
[13C1]       [13C1]    0     17.035355     17.035355
SOLUTION_SPECIES
[12C1] = [12C1]
        -gamma   0  0.120
        -log_k      0
        -dw    1.88e-9
[C2] = [C2]
        -gamma   0  0.178 
        -log_k      0
        -dw    1.52e-9
[C3] = [C3]
        -gamma   0  0.20 
        -log_k      0
        -dw    1.21e-9
[13C1] = [13C1]
        -gamma   0  0.120
        -log_k      0 
        -dw    1.8657261e-9
PHASES
[12C1](g)
        [12C1] = [12C1]
        -log_k       -2.8
        -analytic  62.5   0.0345  0  -30.565 
        -T_c  190.6 ; -P_c   45.40 ; -Omega 0.0108
[C2](g)
        [C2] = [C2]
        -log_k       -2.7
        -analytic  -5.755  0  813.544
        -T_c  305.4 ; -P_c   48.16 ; -Omega 0.0998
[C3](g)
        [C3] = [C3]
        -log_k       -2.6
        -analytic  15.24  0  0  -7.311   
        -T_c  369.8 ; -P_c   41.94 ; -Omega 0.1517
[13C1](g)
        [13C1] = [13C1]
        -log_k       -2.8
        -analytic  62.47879491  0.0344665685  0  -30.5568697848
        -T_c  190.6 ; -P_c   45.40 ; -Omega 0.0108
Without defining isotopes, add 12C and 13C as two separate species to the database based on the published fractionation factors

[dlparkhurst]

If you look between the Subject and the text box in which you are typing, please use the # button to include your scripts.

You only need stagnant cells and the exchange factor if you are considering dual porosity. Here I have assumed a single porosity model with porosity of 0.2. You need to use -multi_d to have species diffuse with their individual diffusion coefficients. The model shows the evolution of the system over 20 million years. Ultimately, the profiles will be flat at the composition of solution 0.

Code: [Select]

SOLUTION_MASTER_SPECIES
[12C1]          [12C1]    0      16.042        16.042
[C2]          [C2]    0      30.068        30.068
[C3]          [C3]    0      44.094        44.094
[13C1]       [13C1]    0     17.035355     17.035355
SOLUTION_SPECIES
[12C1] = [12C1]
        -gamma   0  0.120
        -log_k      0
        -dw    1.88e-9
[C2] = [C2]
        -gamma   0  0.178
        -log_k      0
        -dw    1.52e-9
[C3] = [C3]
        -gamma   0  0.20
        -log_k      0
        -dw    1.21e-9
[13C1] = [13C1]
        -gamma   0  0.120
        -log_k      0
        -dw    1.8657261e-9
PHASES
[12C1](g)
        [12C1] = [12C1]
        -log_k       -2.8
        -analytic  62.5   0.0345  0  -30.565
        -T_c  190.6 ; -P_c   45.40 ; -Omega 0.0108
[C2](g)
        [C2] = [C2]
        -log_k       -2.7
        -analytic  -5.755  0  813.544
        -T_c  305.4 ; -P_c   48.16 ; -Omega 0.0998
[C3](g)
        [C3] = [C3]
        -log_k       -2.6
        -analytic  15.24  0  0  -7.311   
        -T_c  369.8 ; -P_c   41.94 ; -Omega 0.1517
[13C1](g)
        [13C1] = [13C1]
        -log_k       -2.8
        -analytic  62.47879491  0.0344665685  0  -30.5568697848
        -T_c  190.6 ; -P_c   45.40 ; -Omega 0.0108
SOLUTION 0
    temp      64
    pH        6.05
    pe        8.41
    redox     pe
    units     mol/kgw
    density   1
    C         0.0597
    Ca        0.00462
    Cl        0.309
    K         0.05728
    Mg        0.01031
    N         0.002191
    Na        0.2273
    S         0.005945
    [12C1]    0.0525
    [13C1]    0.000555
    [C2]      0.000624
    [C3]      0.000242
    -water    1 # kg
REACTION_PRESSURE 0-0
    98
SOLUTION 1
    temp      60
    pH        10.958
    pe        4.4
    redox     pe
    units     mol/kgw
    density   1
    C         0.003411
    Ca        0.004604
    Cl        0.2886
    K         0.05288
    Mg        0.01126
    Na        0.2099
    S         0.00646
    -water    1 # kg
REACTION_PRESSURE 1-1
    88
SOLUTION 2
    temp      56
    pH        10.806
    pe        5.112
    redox     pe
    units     mol/kgw
    density   1
    C         0.00535
    Ca        0.00459
    Cl        0.269
    K         0.0485
    Mg        0.0122
    Na        0.193
    S         0.00697
    -water    1 # kg
REACTION_PRESSURE 2-2
    78
SOLUTION 3
    temp      52
    pH        10.5
    pe        5.737
    redox     pe
    units     mol/kgw
    density   1
    C         0.00731
    Ca        0.00457
    Cl        0.248
    K         0.0441
    Mg        0.0132
    Na        0.175
    S         0.00749
    -water    1 # kg
REACTION_PRESSURE 3-3
    68
SOLUTION 4
    temp      48
    pH        9.63
    pe        6.604
    redox     pe
    units     mol/kgw
    density   1
    C         0.00926
    Ca        0.00456
    Cl        0.228
    K         0.0397
    Mg        0.0141
    Na        0.158
    S         0.008
    -water    1 # kg
REACTION_PRESSURE 4-4
    58
SOLUTION 5
    temp      44
    pH        8.6
    pe        7.9
    redox     pe
    units     mol/kgw
    density   1
    C         0.0112
    Ca        0.00454
    Cl        0.208
    K         0.0354
    Mg        0.0151
    Na        0.14
    S         0.00851
    -water    1 # kg
REACTION_PRESSURE 5-5
    48
SOLUTION 6
    temp      40
    pH        6.68
    pe        4
    redox     pe
    units     ppm
    density   1
    Alkalinity 630.33 as HCO3
    C(4)      0
    Ca        179
    Cl        6584.67
    K         1195.3
    Mg        384.33
    Na        2789.03
    S(6)      856.33
    -water    1 # kg
REACTION_PRESSURE 6-6
    38
END
TRANSPORT
    -cells                 6
    -time_step             10e6 y #3.15e9 # seconds
    -flow_direction        diffusion_only
    -boundary_conditions   constant closed
    -lengths               6*100
    -multi_d               true 1e-09 0.2 0.01 1
USER_GRAPH 1
    -headings               x 12C1_10e6_y 13C1_10e6_y
    -axis_titles            "Meters" "Molality" ""
    -initial_solutions      false
    -connect_simulations    true
    -plot_concentration_vs  x
  -start
10 GRAPH_X DIST
20 GRAPH_Y TOT("[12C1]")
30 GRAPH_SY TOT("[13C1]")
  -end
    -active                 true
USER_GRAPH 2
    -headings               x 13C_permil_10e6_y
    -axis_titles            "Meters" "permil" ""
    -initial_solutions      false
    -connect_simulations    true
    -plot_concentration_vs  x
10 GRAPH_X DIST
20 r_std = 0.0111802
30 permil = ([TOT("[13C1]")/TOT("[12C1]")] /r_std -1 )*1000
40 GRAPH_Y permil

USER_PRINT
10 PRINT TOTAL_TIME/3.15e7
END
USER_GRAPH 1
    -headings               x 12C1_20e6_y 13C1_20e6_y
USER_GRAPH 2
    -headings               x 13C_permil_20e6_y
TRANSPORT
    -time_step             10e6 y #3.15e9 # seconds
END



[Mr.white]

In the SOLUTION_SPECIES, I defined the diffusion coefficients for various species. By selecting true in -multi_d, it means I am using the diffusion coefficients specified in the SOLUTION_SPECIES section. So, what does the diffusion coefficient of 1e-09 represent?

[dlparkhurst]

1e-9 is use for the diffusion coefficient for those species that do not have -dw definitions.