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在国内外，因石油制品在储存和运输过程中造成的泄漏和溢出对地下环境造成的污染正变得日益严重。石油制品中轻质非水相液体(LNAPLs)污染物在地下系统中的运移是一个水～油～气三相流动的过程，受各种物理、化学和生物因素的制约。针对这类污染，预测其污染物走向及浓度时空分布是有效进行地下环境污染治理和风险评价的先决条件。
本文动态测定了气～水两相体系干燥湿润交替砂介质中非湿润相流体运移的饱和度和毛细压力，采用修正的高斯～牛顿方法对测得的气～水两相的饱和度～毛细压力(S～p)曲线进行拟合，得到Van Genuchten(VG)模型参数。
将土柱实验边界初值条件以及拟合的VG参数用于美国能源部(U.S.Department ofEnergy)国立西北实验室(Pacific Northwest National Laboratory)开发的大型地下多相流STOMP模拟软件，验证STOMP在干燥交替条件下模拟非湿润相流体流动的可靠性。在验证准确的基础上，采用Lenhard提出的S～p关系折算方法，将实验测得的气～水两相系统的S～p关系拓展到气～油～水三相，根据折算得到的气～油～水三相条件下的VG模型参数，模拟自然条件下水位波动导致的LNAPLs(以苯为例)的运移情况。主要研究结果如下：
1.为LNAPLs在干燥和湿润交替介质中运移过程中，S～p曲线的动态测定及数据拟合提供了一套有效简便方法；
2.利用STOMP模型对柱实验进行模拟，发现STOMP模型的预测结果与实验实测参数基本一致，证明STOMP模型可以用于模拟水位波动情况下污染物的运移过程；
3.由苯在地下水位波动情况下运移的模拟结果可以看出，苯进入地下环境中首先在重力的作用下垂直下渗，横向扩散范围不大，苯进入毛细边缘带后，沿毛细边缘带横向扩散，最后穿过非饱和带，漂浮在地下水面上。存在水力坡度时，漂浮的苯也随地下水的流动而流动，污染面积逐步扩大，形成一个拉长的透镜体。随着水位不断的下降，苯会在由于水位下降形成的非饱和带迁移，其饱和度不断减小，污染面积逐渐扩大。在水位急剧下降过程中，苯向下迁移的锋面逐渐与水面脱离。水位上升至与苯的锋面相接触后，苯向下迁移趋势减弱，逐渐在水位面上累积。整个模拟过程中，苯并未随着水位上升而浮于水面，而是由于土体的截留作用以及饱和度滞后作用残留在水面以下。这与国外发现的自然现象基本一致。为LNAPLs在地下环境中的运移分布提供了一套新的数值模拟方法。