非饱和带作为地表各类污染物进入地下水的过渡带。研究非饱和带溶质迁移规律,对地区生态和农业发展具有十分重要的意义。本文以大理冲洪积扇非饱和带的分布特征为例,基于冲洪积扇沉积特征建立非饱和砂箱物理模型,利用电阻率层析成像技术(ERT)研究冲洪积扇非饱和带中渗流与溶质迁移规律。旨在为此类非均质含水层地下水污染防治及管理提供依据,通过试验研究获得以下主要结论:(1)通过对冲洪积扇不同部位的现场调查以及室内达西试验表明:大理冲洪扇扇顶及扇中含有较多的砾石,岩性混杂,分选性较差。扇缘分层明显,颗粒分选性较好。从扇顶到扇缘的粒径及饱和渗透系数逐渐减小,具有高异性的非均质性。(2)在非饱和带中存在的优势通道可形成“指流”;非饱和带中的漂石、巨砾等大粒径颗粒物阻滞非饱和渗流,冲洪积扇非饱和带介质的非均质性控制着渗流和溶质迁移的非均质性。(3)开展砂箱降雨入渗模拟试验,发现水在冲洪积扇的三个部位的湿润锋及含水率均随时间呈非线性变化,介质粒径、砾石排列可以影响非饱和带变饱和的进程。扇顶中的湿润锋运移速度最慢,耗时最长,扇缘中的最快。非饱和带中水分运移存在水流障碍可分为毛管障碍和导水障碍,由于沉积过程中水动力条件逐渐减弱,冲洪积扇非饱和中毛管障碍更为普遍。(4)溶质迁移试验表明溶质(NaCl)能够大大的增加湿润峰运移时间及变饱和时间,颗粒粒径越小及孔隙越小的介质,受溶质的影响就越明显。(5)采用ERT对砂箱变饱和过程监测结果显示,电阻率随着变饱和过程的进行,电阻率值由浅层向深层逐渐降低且具有明显的非均质特征。在ERT反演图像中能够直接观测到非饱和带渗流及溶质迁移规律,观察到变饱和过程中湿润峰及含水率随时间的变化规律,且变化规律与砂箱观测试验吻合。(6)通过分析电阻率与含水率的关系,发现以y=ax~b函数形式拟合程度高,拟合优度R~2最大为0.99139,最小为0.96622。证明了修正Archie公式同样适用于此类高异性非均质的多孔介质。在拟合函数y=ax~b中,溶质(NaCl)通过增加介质的附加导电性的方式来降低系数a值,增大指数b的绝对值。