本文根据涉及多孔介质的流体流动控制、污染物传播与有害源辨识等实际问题需要,对完全或部分填充多孔介质空间内的流动与传质现象和气态污染物迁移逆时间反演问题开展了创新性研究工作。首先,建立了流体受迫流动状态的完全填充多孔介质通风室模型,基于有限容积法对无量纲的Darcy-Brinkman动量方程离散求解,着重分析了雷诺数Re和达西数Da对流体流动结构转变的联合效应,发现Re·Da≥0.2是多孔介质内涡产生的必要条件。之后,对于传质引起的混合对流状态,主要探究了Re,Da和Grs（格拉晓夫数）三个无量纲参数对流动与传质过程的影响,提出了有效外部力和有效质浮升力概念,并给出了适用于多孔介质的混合对流机理复合判定准则数f=（Grs·Da）/（Re·Da）。其次,在上述多孔介质室内流体流动与传质特征的研究基础上,开展了多孔介质内的气态污染物迁移历史和污染源位置逆时间反演研究。首先通过分析溯源反问题的病态特性和主流的Q-R直接反演方法所存在的问题,提出了基于对流项顺风格式离散的逆时间反演方法并构建了相应的基础理论、实施逻辑和计算机程序。而后详细分析了时间步长、多孔介质渗透性、污染源位置和数量以及质浮升力等诸多重要因素对逆时间反演的影响,其中时间步长的合理选取是首要条件和关键因素。最后,开展了部分填充多孔介质通风室内的流动与传质和气态污染物迁移逆时间反演研究。对于多孔介质-纯流体耦合流动过程的正向模拟,采用了单域模型求解计算,着重探究了多孔介质区渗透性对流动与传质的影响,发现随着多孔介质区渗透性的增强,多孔介质区对污染物传播的影响依次为屏蔽作用、阶梯式散流作用、线性散流作用和无明显作用。在充分理解了部分填充多孔介质通风室内的流动与传质特征后,对该空间内的污染物迁移进行了逆时间反演,所用方法为本文提出的新反演方法,重点研究了多孔介质区渗透性、污染物扩散特性以及污染源位置对反演精度的影响,其中最不利于污染源位置被准确识别的情况为多孔介质区的半渗透状态Re·Da=0.5,而对于其他情况,均给出了很好的逆时间反演结果。