横向弥散过程是决定地下水中污染羽生物化学反应速率的关键因素之一,对于污染羽的降解和运移至关重要.本文通过高分辨率三维及二维室内实验,辅以理论解析及模型模拟,深入研究饱和均质及非均质三维孔隙介质中稳态羽流的横向弥散与稀释效应,探究维度对于羽流稀释的影响.在非均质孔隙介质的设计中,本文引入了高渗透性透镜体的不同排列组合及宏观各向异性孔隙介质排列结构,深入研究孔隙介质非均质性和各向异性对于羽流稀释的影响.另外,部分实验涉及两种具有截然不同扩散系数的化合物(即荧光钠和氧气),用以探究溶质运移过程中的化合物各向异性.研究结果表明:在均质及非均质各向同性孔隙介质中,稳态羽流在三维系统中的稀释程度更大;在非均质各向同性孔隙介质中,流动在高渗透性透镜体中的聚流效应导致了稀释的增强,然而,该稀释强化效应在二维系统中更甚;螺旋流发生于三维宏观各向异性孔隙介质中,该水流条件导致了流线的扭曲,显著强化了羽流的稀释效应.另外,横向弥散具有化合物各向异性,且横向弥散系数非线性依赖于地下水流速.以上结论对于解析野外现场污染羽分布及设计地下水修复策略具有重要理论指导意义.