近年来，石油产品的泄露给土壤和地下水造成了严重的污染，影响着人类的生活环境。石油污染物中的非水相液体NAPLs(Non-aqueous phase liquids)在水中溶解度低，其中密度比水小的称为轻非水相液体LNAPLs(Light NAPLs)，多为挥发性有机物，不与水混溶，进入地下环境后会使污染范围进一步扩大。由于地下环境多为非均质的，因此在层状非均质条件下研究LNAPLs污染物的运移过程具有重要意义。　　 本文通过室内试验研究了层状非均质多孔介质中LNAPLs的运移机制与分布特性，建立LNAPLs运移与分布的锋面扩展模型和油透镜体厚度模型，探讨入渗阶段油流锋面扩展速率的变化规律及油透镜体的最大垂向厚度与控制点间的垂直距离。首先，在二维砂槽上进行LNAPLs的入渗试验，试验过程中用数码相机进行拍照，把LNAPLs的扩散过程以图像的形式记录下来；然后，用AutoCAD对图片进行分析处理，得出不同时刻LNAPLs的入渗锋面变化图；最后运用单向流模型的简化方程及压力平衡原理，对LNAPLs在层状非均质多孔介质中油流锋面的运移特征及油透镜体的形状进行分析与讨论。　　 试验研究了层状非均质条件下LNAPLs的运移规律及分布特性。结果表明：介质结构突变面改变了LNAPLs的迁移模式。在LNAPLs由中砂进入细砂与细砂透镜体时，由于受到毛细作用的增强，LNAPLs运移速度加快；而由中砂进入粗砂，由于受到粗砂介质阻滞作用的增强，LNAPLs运移速度减小。当LNAPLs进入干湿界面后，随着毛细作用和土层含水量的加大，LNAPLs产生明显的横向运移并在地下水位上部积聚，当其达到一定厚度且足够多时，可克服饱水层对它的浮托作用并向下运移，在地下水位上形成LNAPLs池。　　 本文在试验基础上利用单向流的简化方程，建立LNAPLs在非饱和层状非均质条件下的锋面扩展模型，获得油流锋面扩展速率的变化规律。结果发现：锋面模型中砂的渗透系数、孔隙度及油的相对渗透系数对LNAPLs运移的锋面扩展速率影响较大，而油的饱和度与压头变化对其影响较小。例如在LNAPLs由中砂进入细砂，随着砂的渗透系数、孔隙度及油的相对渗透系数的减小，LNAPLs纵向运移速度变慢，产生明显的横向运移。此外，利用压力平衡原理建立油透镜体厚度模型，模型结果表明油透镜体的形状与油的密度无关，仅取决于控制点处的毛细压力，并且油-气、油-水界面毛细压力间的相互作用决定着油透镜体的最终体积和形状，因此，必须考虑滞后现象对透镜体几何形状的影响。