现代生活快节奏的发展与石油产品的使用量不断增加且成正相关,石油产品在生产中扮演的角色愈加重要,目前世界生产需要石油量与日俱增但同时也带来的日益严重的石油污染问题。在石油开采过程中会产生落地油、在石油加工工程中的含油污水等污染物,这些“副产品”会严重危害环境健康,而石油烃（Petroleum Hydrocarbons）就是这些“副产品”的主要化学组分。通常情况下地表石油烃会在自身重力或者外力作用下经由包气带进入含水层进而导致对地下水的污染。包气带是地表进入浅层地下水的“桥梁”,石油烃类污染物都是要通过包气带才能进入地下水,因此治理地下水污染的一个重要环节就是控制包气带,所以探索和研究石油烃是如何在包气带中进行迁移的,对保护地下水资源具有深远意义。本研究项目依托国家自然科学基金面上项目《氯代烃污染土壤修复过程中相间非平衡态空间迁移机理研究》,将北方油田的石油污染土地作为本次研究的对象。在查阅文献资料和了解相关水文地质调查以后,首先利用室内实验和数值模拟进行对石油烃在包气带中迁移的探索研究,然后依据数值模拟结果推测石油烃的迁移过程。一方面该研究解释了石油烃在包气带中的实际迁移过程,另一方面该研究提供了地下水污染状况的具体数据,也提供了解决地下水污染问题和保护地下水资源的理论根据。本项目的具体探究内容如下:1、在查阅相关文献文件的基础上,仔细分析该研究对象的土地地质和水文条件,有目的地取样调查包气带,同时研究该场地包气带中含有的石油烃分布情况。2、依据文献自制石油污水,在实验室条件下进行等温吸附实验和吸附动力学研究,对石油烃在包气带介质中的相关指标进行测量。3、以填装土柱在实验室条件下模拟包气带,开展包气带介质达西渗流实验、弥散试验、石油污水土柱淋滤实验,通过实验得来的数据分析石油烃迁移规律,进而建立模型。4、选用Hydrus-1D模型搭建垂向一维溶质迁移模型,验证模型参数后校正模型,然后依据地下水污染程度模拟和推测石油烃在包气带中的迁移过程,进而分析石油烃在不同实际环境中是如何迁移的。由室内实验得到的结果和数值模拟推测,探究最终获得以下结果:1、等温吸附实验结果证明:该研究对象的受污染场地的包气带介质对石油烃的等温吸附符合不同等温吸附式:细砂符合Freundlich模型,拟合程度较高,拟合方程:C_S=1.5·C_w^1.3;粉质粘土符合Langmuir模型,拟合程度较高,拟合方程:C_s=12C_w/（1+0.05C_w）。2、静态动力学实验结果证明:该研究对象的受污染场地细砂和粉质粘土对石油烃的吸附平衡时间都在200min左右。不同的是粉质粘土吸附石油烃的量更大,吸附速度也更快。3、在Hydrus-1D模型搭建了垂向一维溶质迁移模型,利用土柱淋滤实验和室外监测数据来验证和校正模型。数值模拟结果与室外监测数据拟合程度较高,证明该模型参数符合现实状况。4、利用数值模型预测石油烃纵向迁移过程。模拟结果表明在地表存在污油坑的情况时,连续污染或是一次污染石油烃都会在不久后渗入含水层,并污染地下水。持续污染时造成的地下水污染最严重,一次污染时因为石油烃总量低所以石油烃渗入地下水浓度低,并且在包气带和地下水自我净化能力的作用下石油烃浓度将逐渐减少。依据现有的研究可知当地表油污坑出现时,石油烃会很快经由包气带进入含水层最终导致地下水污染问题发生,造成严重的环境污染,所以如果污染场地内出现含油污水漫出地表等情况,相关部门必须立刻处理地表污水谨防形成地表污油坑。虽然本研究取得了一定成绩但是还存在一定局限性:一是在探究石油烃迁移过程时并没有对温度和风速等其他可能造成影响的因素进行探讨,也没有探讨在外界作用下石油烃可能发生的化学成分变化,在以后的研究过程中会针对这方面的工作进行补充和完善;二是在溶质运移模型建立和利用模型预测迁移过程中,依据经验公式推求的毛细负压,这肯定不能完全符合现实情况;三是缺少实地测量数据,本研究对象的石油污水浓度、降雨蒸发条件是依据资料进行条件假设的,未来将进一步针对石油烃在饱水带中的迁移做研究,建立多维模型提高模型模拟的精确度,因此在后期的监测工作中应进行补充和验证,以期对石油烃进入含水层的过程进行更加明确的描述。