Aquachem中文教程彩图详解

AquaChem 简要使用说明GAOZANDONG@https://www.docsj.com/doc/9f11951632.html,

AquaChem 简要使用说明

（编译）

--AquaChem是用于水溶液地球化学数据的分析、作图和模拟的专业软件，加拿大滑铁卢水文地质有限公司（Waterloo Hydrogeologic, Inc.）与Lukas Calmbach博士合作开发，前者拥有版权。

--本说明为中国西北地下水开发培训班学员专用。是在阅读原版用户手册基础上的摘译，并进行重新编排，在省略很多内容的同时对某些操作步骤进行了更为详细地介绍，目的是让计算机操作不很熟练、英语阅读有一定困难的学员对该软件有一个初步了解并能够实际操作。

--如果想深入了解和应用AquaChem软件，请参阅用户手册。

该手册以电子文本方式存储在安装目录下的Tutorials文件夹内，文件名为aqcdemo.pdf。如果计算机内没有安装打开该文件的Acrobat阅读器，可从互联网上免费下载安装（从任一网站如新浪、搜狐等的搜索引擎上查找以“acrobat”为关键词的“软件”）。

1、简介

AquaChem是一个专门用于水溶液地球化学数据的图形和数值分析的软件包。它具有完全可以由用户自己定制的地球化学数据和参数数据库系统，并提供水文地球化学领域得到广泛应用的多种数据分析和作图工具。

AquaChem的数据分析功能包括单位转换、电荷平衡、样品混合以及样品相关性分析和地球化学参数计算等，辅之以广泛应用的水化学数据图形工具，可以更清楚地表示水的化学特征和质量。AquaChem的图形工具包括：

●三线图，包括piper（图1-1a）、Durov（图1-1b）和简单的三离子三线图（图1-1c）；

a，Piper三线图 b，Durov三线图c，三线图

图1-1 AquaChem中的三线图

a，饼图b，Schoeller指印图

c，Stiff折线图 d，放射图

图1-2 AquaChem中的饼图、折线图和放射图

●饼图（图1-2a）、折线图（Schoeller指印图，图1-2b；Stiff折线图，图1-2c）和

放射图（图1-2d）；

●散点图，包括一般散点图（图1-3a）和Ludwig-Langelier散点图（图1-3b）；

a，一般散点图b，Ludwig-Langelier散点图

图1-3 AquaChem中的散点图

●频率柱状图（图1-4a）和时间序列图（图1-4b）；

a，频率柱状图b，时间序列图

图1-4 AquaChem中的频率柱状图和时间序列图

●地温图（图1-5）；

●样品位置图（图1-6）。

图1-5 AquaChem中的地温图

图1-6 AquaChem表示的样品位置图

上述水化学数据的各种图示方法均从某一方面提供了对地下水与含水层介质之间复杂作用的解释。

另外，AquaChem还具有内置了目前特别流行的地球化学模拟软件PHREEQC及其窗口界面，用以计算溶液中各种化学组分的平衡浓度（或活度）、化学平衡状态下固相的饱和指数以及进行地球化学过程模拟等。

2、硬件要求及软件安装

2.1 硬件要求

●Windows 95/98 或Windows NT；

●奔腾PC；

●最少16M内存；

●20M以上的硬盘空间；

●鼠标；

●最低显示器分辩率：800×600，推荐使用1024×768；

●计算机字体库中应安装MS Sans Serif、Arial和New Courier字体。

2.2 软件安装

AquaChem必须安装到计算机硬盘中才能运行。缺省或默认安装目录为C:\programs\WHI\AquaChem，也可以自行定制安装目录。

由于内置的PHREEQC执行文件时DOS应用程序，因而AquaChem的目录路径须符合DOS操作系统要求，即目录名不能包含空格、句点等，目录名不超过8个字母或数字。

从CD-ROM安装的步骤：

1）关闭所有正在应用的程序；

2）将CD插入CD-ROM驱动器，安装程序将自动运行；

3）选择AquaChem 3.7 Installation TM（用鼠标左键单击该按钮），出现用户和软件序列号要求对话窗口，输入所需信息，点击NEXT按钮；

4）安装程序开始诊断计算机软硬件，以确保能够安装该程序，诊断完成后，安装程序将自动拷贝所需初始化文件至计算机。如果正在执行某些应用程序，安装程序将提

醒你关闭他们。

5）待出现安装目录对话窗口后，从键盘输入安装目录，或使用默认安装目录C:\programs\WHI\AquaChem，然后点击NEXT按钮，安装程序将拷贝AquaChem

程序文件至计算机；

6）根据安装过程中的对话框提示进行选择，选择完成后，点击NEXT按钮，直至安装完毕，点击FINISH或OK按钮。

如果安装程序不能自动运行，在资源管理器选择CD中的INSTALL.EXE，双击该文件，按照步骤3）-6）进行安装。

安装完毕，自动建立桌面快捷方式图标（图2-1），双击该图标，既可运行AquaChem。

图2-1 AquaChem 的桌面快捷方式图标

3、AquaChem的启动及界面设置

3.1 AquaChem的启动

有两种方式：

1）双击AquaChem的桌面快捷方式图标（图2-1）；

2）从开始菜单启动（图3-1）。

图3-1 从开始菜单启动AquaChem 3.7

AquaChem启动后，首先出现“打开数据库”（Open Database）对话窗口（图3-2），可进行三种选择：

图3-2 AquaChem启动时的“打开数据库”（open database）对话框

1）如果已建立数据库，则可以选择相应目录下的数据库文件（以hc3为后缀的文件），点击“打开”（open）按钮；

2）如果刚刚开始使用AquaChem，可选择安装目录下的演示文件demo.hc3，点击“打开”（open）按钮；

3）如果想建立新的数据库，直接点击“取消”（concel）按钮。

注意：AquaChem 3.7 兼容以前的版本，但为避免千年问题，该版本中的日期格式仅用数字表示，且年份表示为4位（如yyyy-mm-dd或dd-mm-yyyy）。因此，AquaChem 3.7不能识别已建立的数据库中的无效日期格式或文本形式的日期（如Jan.13，1997）。

3.2 AquaChem的界面设置

AquaChem包括5种类型的窗口界面（图3-3），每一类型窗口具有各自的菜单选项。

图3-3 AquaChem的界面窗口

Parent Window—主窗口

Record List Window—样品记录列表窗口

Graphic Window—图形窗口

Input Window—输入窗口

Text Window—文本窗口

Menu Options—活动窗口菜单选项

AquaChem 可同时打开多种类型的窗口，也可以同时打开同一类型的多个窗口（如多个图形窗口）。

每一窗口的菜单选项均设置在主窗口的顶部，但只有该窗口被激活时（用鼠标单击某一窗口内的任意位置即可激活该窗口），其菜单选项才出现。

样品记录列表窗口（图3-4）的菜单被看作是主菜单，该窗口内包含打开数据库中的所有活动记录的简要信息。只有关闭项目数据库，才能关闭样品记录列表窗口，否则该窗口

将一直保留在屏幕上。

图3-4 样品记录列表窗口

4、窗口及主要设置简介

本节主要对各类窗口的特点及常用设置进行简要介绍。

4.1 样品记录列表窗口（Record List）

该窗口是AquaChem的最基本图形界面，总是处于打开状态，只有关闭项目数据库，或退出该应用程序时才能关闭样品记录列表窗口。该窗口的菜单（图4-1）被看作是主菜单。

样品记录列表窗口内每一列的表头（图3-4中每一列的顶部标识）是标识样品特征的参数，他们可以是项目数据库的任意参数，可以自由选取，选取方法为：

1)File\Preferences （图4-1）；

图4-1 样品记录列表表头设置步骤1）

2)弹出设置对话框（图4-2），点击Startup Defaults选项按钮（缺省）；

图4-2 样品记录列表表头设置步骤2）

3)如想增加列参数，双击Record List Colums选取框内Parameter下方的空白单元

格，出现可选参数的下拉列表（图4-3）按钮，在下拉列表内选取想要增加的参数，然后点击Length列下对应单元格，输入（定义）字符段长度，按回车键加以确认。

最后，点击右下方的Save按钮，保存该方案。

图4-3 增加样品记录列表参数的下拉列表

4)如想改变列参数，双击Record List Colums选取框内Parameter下方想要改变参

数的单元格，其余同步骤3）。

样品记录列表窗口内所有记录是按照第一列参数进行降序排列的，如想改变列的位置（即改变样品记录的顺序），只需选取该参数（用鼠标点击图4-2中Parameter下方想要改变的参数），然后点击下方的升降序箭头按钮即可。

4.2 输入窗口

输入窗口（图4-4）用于新建、编辑或浏览单个样品的数据记录。要打开该窗口，可以：

●双击样品记录列表中（图3-4）的某一样品；

●选择样品记录列表中（图3-4）的某一样品，从主菜单中的Records中选择Edit；

●选择样品记录列表中（图3-4）的某一样品，单击鼠标右键，选择Edit/View。

图4-4 输入窗口

编辑或改变Measured Values（实测数据）窗口内的数值后，点按Save按钮保存变化结果。该窗口右下角的箭头按钮是前进到下一个记录或后退到前一个记录。

4.3 文本窗口

文本窗口是显示样品记录列表中一个样品或一组样品的有关信息和（或）计算结果（图4-5）。要打开该窗口，可以在样品记录列表窗口中选择一个样品记录，然后从主菜单的Reports下拉菜单中选择一种类型的文本窗口（图4-6）。

AquaChem 可以生成10种不同类型的样品信息报告。用户可以对这些样品信息报告进行编辑、打印、保存到文件或复制和粘贴到另外的Windows窗口中。

图4-5 显示样品信息的文本窗口

图4-6 打开文本窗口的方法示例

4.4 图形窗口

利用AquaChem可以生成13种不同的水化学图件（图1-1至图1-6），显示这些图件的

窗口既是图形窗口。创建一类图件（窗口）的过程如下（以Piper三线图为例）：1）从主菜单选择：Graphics\New\Piper（图4-7）;

2）弹出Piper图形选项对话窗口（图4-8），分别在parameters和options对话框中选取所需参数（如所要表示的阳离子）或输入其他信息（如图件名称、是否添加图例等）；

3）单击[Apply]或[Ok]按钮，即可生成Piper三线图窗口。

图4-7 生成图件（图形窗口）的步骤1）

图4-8 Piper 图形选项对话框窗口

在生成的Piper三线图窗口中，样品记录列表窗口中显示的所有记录都将标识出来，而所选取的样品记录被高亮度显示，并可以添加标注（在步骤2的options对话框中选取标注内容）。如果只想生成部分样品记录的三线图，首先要在样品记录列表窗口进行“Selection”（选取）操作。

注意：图形窗口与样品记录列表窗口是链接到一起的，样品记录窗口的任何改变都将在图形窗口中显示出来，同样激活图形窗口中的样点也将在样品记录窗口中高亮度显示该记录。

4.5 工作表窗口

工作表窗口类似于Excel的工作薄，是为方便对大量样品进行浏览、编辑和比较等而设置的。按以下步骤打开或创建该窗口：

1）从主菜单选择：Record\View as Spreadsheet（图4-9）;

2）弹出Spreadsheet settings（工作表设置）对话框（图4-10），该对话框是设置各列的显示参数，固定行数和列数（相当于表头），参数的单位等。双击columns下的

各单元格，会出现列参数的下拉列表按钮，从下拉列表中选择所感兴趣的参数。

3）单击[Save]保存自己的设置，然后按[Ok]按钮，生成工作表窗口（图4-11）。如果不做任何改变直接按[Ok]按钮，即接受工作表窗口默认设置。

图4-9 打开工作表窗口步骤1

图4-10 工作表窗口设置对话框

图4-11 工作表窗口

由于一个样品记录可能有很多参数，要工作表窗口中全部显示会产生很多列，因此，通

常只选择感兴趣的项目加以显示。

5、创建新的AquaChem数据库

5.1 AquaChem数据库概况

AquaChem的数据库文件以“hc3”为扩展名，即具有“文件名.hc3”格式的文件为AquaChem的数据库文件。数据库结构由“壳文件”（maskfile）定义，“壳文件”的扩展名为“msk”。

一个AquaChem数据库中可以包含无数个样品记录，其数量主要取决于选用参数的个数和计算机内存。但是，一个数据库中包含太多的样品记录会减慢程序的运转速度，比较好的办法是将一个大的数据库分解为几个规模较小的数据库（样品记录少于1000）。

一个项目的AquaChem数据库应该存储在单独的目录中，以免造成混乱。

任一AquaChem数据库均包含10组特定的参数，其中9组需要用户指定，这些参数是：

●Header Info（表头信息），如Project（项目名称）、Location（位置）、Data（日期）、

SampleID（样品ID号）等；

●Physical Data（物理数据），如Location coordinates（位置坐标）、pH、Conductivity

（电导率）等；

●Cations（阳离子），如Na、Ca、Mg等；

●Anions（阴离子），如Cl、HCO3、SO4等；

●Uncharged Compounds（不带电荷的化合物），如CO2、O2、CH4等；

●Variable（其他参数），如2H、3H、18O同位素和细菌等；

●PHREEQC Description（PHREEQC 描述信息）；

●PHREEQC Minerals（PHREEQC 矿物）；

●PHREEQC Activities（PHREEQC 活度）。

另外一组参数是Calculated Parameters（计算参数），如阴、阳离子之和、硬度、碱度、离子平衡等，这些参数由AquaChem自动计算，不必用户指定。

AquaChem数据库的数据格式有两种：字母数字型和纯数字型。表头信息（Header Info）为字母数字型，其余参数为纯数字型。纯数字型数据格式中只能用点“.”，不能用“，”。纯数字型数据格式不接受文本数值如“ND”或“NA”（认为其值为零），但可以接受带“大于”或“小于”号的数值（如>0.01或<0.01）。另外，生成图件时，AquaChem允许对带“大于”或“小于”号的数值进行设定（省略该数值或忽略大于、小于号）。

注意：虽然用户可以改变数据库参数的标识，但不能随意改变该参数的内部名称，因为这些参数的内部名称是程序内部计算的标识。如不管输入数据代表的是SiO2、H2SiO3或Si，silicon（硅）的内部名称总是SiO2。

5.2 创建新的数据库文件

要创建一个项目的新数据库，可进行如下操作：

1）如果准备启动AquaChem，在打开数据库窗口对话框时（参见3.1，图3-2），直接点击“取消”按钮，弹出主窗口（图5-1）；或关闭已打开的数据库文件（从主菜单

中选择：File\Close），出现主窗口（图5-1）。

2）在主窗口中选取：File\New（图5-2）。

3）弹出保存新的数据库文件对话框（图5-3），在文件名输入框内键入新数据库文件名，点击“保存”（Save）按钮，保存新的数据库文件，并出现数据库模板对话框（图

5-4），对话框中有两种选择：

●利用已有的数据库模板（Copy an existing database template）；或

图5-1 AquaChem的主窗口图5-2 选取建立新数据库文件

图5-3 输入并保存新的数据库文件

图5-4 数据库模板对话框

创建新的数据库模板（Create a new database template）。

4）如果要利用已有的数据库模板（对新用户和一般用户来说均可采用此选项，利用AquaChem的demo.msk模板），点击该选项左侧的选择按钮，然后在下方的输入框内输入选用模板的工作路径，或点击[…]按钮，查找和选用模板。最后点击[Ok]，生成空白的样品记录列表窗口（图5-5）。

图5-5 空白样品记录列表窗口

5）如果要创建新的数据库模板（对熟练用户），点击该选项左侧的选择按钮，点击[Ok]后，弹出设置对话框（图5-6）。全部设置完成后，进行测试，之后保存退出，生成空白的样品记录列表窗口（图5-5）。

图5-6 新建数据库模板对话框

6）在新（空白）的样品记录列表窗口中，可以通过三种方式建立数据库：

●导入以tab键分隔的纯文本文件；

●利用输入窗口（Input Window）输入；

●利用工作表窗口（Spreadsheet Window）输入。

下面只对前两种方法予以介绍。

5.2.1导入以tab键分隔的纯文本文件

步骤如下：

1）选择File\Import ASCII（图5-7），查找并打开ASCII（纯文本）目标文件；

图5-7 导入纯文本文件

2）弹出指定对应参数（文本文件的列与AquaChem数据库参数）窗口（图5-8）。双击AquaChem栏下的单元格，在下拉列表中选择与文本文件对应的参数，双击Unit 栏下的单元格，在下拉列表中选择对应参数的单位。

图5-8 指定文本文件与数据库的对应参数窗口