2.5維氧化還原自然電位數值模擬

作者：陳曉樂,崔益安,謝靜,陽兵,柳建新

摘要：地表自然電位對地下污染滲流及微生物參與的氧化還原活動等過程較為敏感,自然電位異常的觀測和解釋在地下污染物監測應用中受到特別關注。有針對性地開展有機污染物氧化還原電位數值模擬工作,是后續反演解釋的基礎,能提高自然電位法在環境污染問題中的應用效果。基于三角形有限元及四邊形無限元,改進了二維有限元-無限元耦合法,使之適應自然電位數值模擬中截斷邊界,復雜地質體剖分,多源特性等難點問題。基于以上改進,通過多源模型驗證了算法的可靠性,然后將其應用于地質微生物參與的地下有機污染物降解過程所產生的氧化還原電位數值模擬中。模擬結果表明,改進后的方法與常規有限元方法的計算精度相當,但由于邊界條件的簡化,使得總系數矩陣無需因場源信息的更新而進行二次計算,在開展多源動態模型數值模擬時計算效率更高。模型響應分析還表明,地表自然電位對不同時刻的氧化還原場有著較為明顯的異常響應,可以此評估地下有機污染物的降解進度。

發文機構：中南大學地球科學與信息物理學院 中南大學有色資源與地質災害探查湖南省重點實驗室 中南大學教育部有色金屬成礦預測重點實驗室

關鍵詞：自然電位氧化還原有限元無限元數值模擬self-potentialredoxfinite elementinfinite elementnumerical modeling

分類號： P631.3[天文地球—地質礦產勘探]