通过向含水层注入修复药剂,利用污染物和药剂间的物理化学反应使污染物转化为无毒、低毒的物质或降低其迁移性是地下水修复常用的方法。但受介质非均质性的限制,药剂迁移主要集中在渗透性相对较高的区域,致使低渗透区的污染物无法有效去除;此外,药剂溶液注入含水层后,其来流密度与水体密度的差异引起水流分层,导致药剂在含水层分布不均,影响修复效果。因此,如何提高药剂在低渗透地层中的迁移能力,并改善修复药剂的均匀分布是含水层污染修复的关键问题。鉴于此,本论文通过注入聚合物对地下水的粘度和流度进行调控,以此来强化药剂在低渗透地层中的迁移,并促进其在含水层的均匀分布,改善修复效果。选择生物聚合物—黄原胶（XG）、氧化剂—高锰酸钾（KMnO₄）、污染物—三氯乙烯（TCE）,开展了批次实验、一维模拟柱和二维模拟槽实验。首先分析了XG与KMnO₄的兼容性,明确了XG粘性流体的流变特性;其次,探讨了含水层孔隙介质对XG及KMnO₄迁移的影响,并掌握了XG与KMnO₄在含水层迁移的同步性;再次,揭示了XG流体在非均质含水层中运移分布的变化特征,特别考察了各类型介质的渗透性比和地层厚度对迁移分布的影响;然后,分析了密度效应作用下,KMnO₄在含水层的迁移规律,以及粘度调控对密度效应的影响;最后,综合分析XG粘度调控下KMnO₄对TCE非均质含水层污染的修复效果。所得主要结论如下:（1）XG与KMnO₄的兼容性及流变特性XG作为一种剪切稀化流体,在同一剪切速率下,其粘度随着XG浓度的增加而增加;地下水中常见的K⁺、Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺等阳离子均可以降低XG溶液的粘度;基于氧化剂消耗量和粘度变化两个方面,KMnO₄与XG有较好的兼容性;水溶性TCE对XG的粘度影响较小。（2）XG在含水层迁移的阻滞作用及与KMnO₄迁移的同步性当XG溶液注入到介质后,介质对XG的阻滞导致其有效孔隙度减小,因此会在一定程度上加速后续注入溶液溶质的运移,且介质渗透系数越小,对XG阻滞作用越明显;XG注入后导致含水层渗透性降低,流体运移阻力增加,特别是在细砂和粉砂介质中,渗透系数都降低了一个数量级以上;虽然XG和KMnO₄的迁移锋面存在一定差异,但总体上看,二者迁移具有较好的同步性。（3）XG流体在非均质含水层中运移分布的变化特征XG的加入增大了液体的粘度和含水层原位孔隙压力,降低了流体在高渗透介质中的流速,在介质交界面形成了显著的交叉流,增大了修复流体在低渗透区域的波及效率,因而有效提高了KMnO₄的利用效率;在等厚度的中砂、细砂双层模拟槽中,注入300mg/L XG溶液后流体的利用效率提高了0.33倍。非均质含水层各介质厚度大小对XG强化修复作用影响显著,相对于含水层厚度占比为25%中砂-75%细砂、50%中砂-50%细砂的非均质结构,XG流体在75%中砂-25%细砂模拟含水层中的利用效率比二者分别提高了0.12倍和0.05倍,在低渗透介质中的迁移速率分别提高了0.005cm/min和0.004cm/min,即高渗透地层厚度越大,XG的强化流体均匀分布的效果越明显;介质渗透系数差异对XG的强化流体利用率也有影响,注入XG溶液后,流体在中砂-粉砂模拟槽中的利用效率和低渗透介质中的迁移速率分别相比于50%中砂-50%细砂非均质结构提高了0.33倍和0.011cm/min,即介质间渗透系数差异越大,XG的强化流体均匀分布的效果越明显。（4）密度效应对KMnO₄在含水层迁移的影响在细砂含水层中,密度效应对KMnO₄迁移的影响较小;在中砂和粗砂含水层中,密度效应对其迁移分布影响较大;当1,2.5,5g/L的KMn O₄溶液注入到粗砂含水层后,KMnO₄迁移锋面与水平面产生的夹角β值从5h的69°,36°和25°分别减小到11h的34°,19°和12°。且任意时刻的角β都满足β_{1.0g/L-粗砂}>β_{2.5g/L-粗砂}>β_{5.0g/L-粗砂}。即:溶液下沉程度随着KMnO₄浓度升高、迁移时间和距离的增加而加重;当KMnO₄-XG混合溶液注入9h后,2.5g/L KMn O₄-XG（0,100和300mg/L）三组实验的β值由最初的90°变为25°,58°和74°。5.0g/L KMnO₄-XG（0,100和300mg/L）三组实验,β值由最初的90°变为19°,26°和39°。即:向KMnO₄溶液中加入XG后,可以改善KMnO₄由于密度效应引起的溶液下沉现象。XG溶液浓度越大,KMnO₄迁移过程越接近于垂直推流形式,其在模拟槽中的垂向分布也越均匀。（5）XG粘度调控强化KMnO₄对TCE非均质含水层污染的修复效果单独注入KMnO₄时,KMnO₄在非均质地层产生了明显的绕流和溶液下沉现象。同一列的下层取样口中KMnO₄浓度明显高于上层取样口的浓度,而且在出口浓度没有达到初始浓度时,出水口中KMnO₄浓度始终满足1号孔>2号孔>3号孔>4号孔。同时,KMnO₄在低渗透地层的波及效率仅为23.3%,仅取样口4-5的TCE浓度下降了30.8%,其他取样口的浓度下降百分比均小于20%,TCE去除效果较差;注入KMnO₄-XG混合溶液后,明显改善了KMnO₄由于密度效应而引起的溶液下沉和绕流现象。KMnO₄在含水层中呈现出很好的垂直推流形式。同时,在低渗透地层中,KMnO₄的波及效率增大到48%,3-5的TCE浓度下降比增加到62.7%,其他取样口中的TCE浓度下降比也提高到30%左右。实验结束后,TCE总去除率达到了57.8%。