当前我国土壤的重金属污染问题十分严峻,我们亟待研究出一种能够快速、大面积检测土壤重金属污染情况的方法,而探地雷达作为一种操作简便有效的地球物理方法,在该领域的应用研究具有很大潜力。本文在广泛搜集重金属污染相关资料及前往尾矿库现场实地调研的基础上,利用室内模型试验和数值分析等手段,研究了锌污染土壤的探地雷达反射波信号属性特征,并分析了土壤中锌离子浓度与复介电常数之间的关系,本文研究成果对利用探地雷达进行土壤重金属污染检测具有一定的借鉴意义。本文主要研究内容及结论如下:（1）在广泛搜集土壤重金属污染相关资料及在尾矿库现场调研取样的基础上,设计锌污染土壤室内模型试验,研发出一套制备探地雷达法污染土壤检测模拟试验土样的装置,利用单一变量控制法制作不同锌离子浓度、不同土壤湿密度和不同土壤含水率的土样模型,采用剖面法获取其相应的探地雷达数据。（2）利用探地雷达信号属性分析技术,分别探究了锌离子浓度、土壤湿密度和土壤含水率三种单一变量与雷达波波速、反射波振幅属性、频谱属性和时频属性之间的关系。分析结果表明:锌离子浓度对污染土壤雷达波波速影响较小,而雷达波波速分别随着锌污染土壤湿密度和含水率的增大而降低;反射波峰值振幅随着锌离子浓度、湿密度和含水率的增大而减小;反射波傅里叶变换频谱与广义S变换的单一时刻频谱规律一致,即峰值频率随着锌离子浓度、湿密度和含水率的增大而减小。（3）为从机理上解释验证上述规律,采用矢量网络分析仪测试不同锌离子浓度土壤的复介电常数,结果表明:当其他条件一致时,锌离子含量变化对土壤复介电常数实部影响较小,而虚部数值则随着锌离子浓度的增加而变大,从而解释了探地雷达反射波属性特征上所表现出的随着锌离子浓度增加导致峰值振幅变小、高频成分衰减的规律。