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胶体入渗涉及的领域相当广泛,包括浑水灌溉、地下水人工回灌、石油工程、岩土工程、化学工程、环境工程、土壤或地下水污染原位修复工程等。例如引黄灌溉时,灌溉水中携带的泥沙颗粒等易对土壤和含水层的渗透性造成影响,从而影响入渗速率;为了缓解地下水过量开采所导致的地质环境问题,在采取地下水人工回灌措施时,回灌水中的细小颗粒会造成含水层堵塞,严重降低回灌效率;在用砂滤池进行水处理时,水中的细颗粒物质会沉淀在砂滤池或滤床的孔隙中,从而对净水效率产生影响。在这些工程中,大颗粒通常容易在入渗前被过滤掉,而细小颗粒或生物质即胶体会随水一起在多孔介质中迁移并在物理化学因素作用下发生沉积,进而影响着介质的渗透性能,同时也将改变其中的溶质运移过程。因此,深入揭示胶体颗粒对多孔介质渗透性产生的影响和在此基础上的溶质运移特征具有重要的科学及工程意义。目前国内外在不同学科领域中有关胶体在多孔介质中的迁移机理及其渗透性发生变化的成果已有许多报道,但通常是研究对介质渗透性的影响或探讨胶体颗粒的迁移机理,对胶体颗粒与盐分阳离子共迁移时对介质渗透性的作用及介质渗透性变化时对胶体颗粒及盐分阳离子运移行为产生的影响等科学问题探讨较少。为此,本文以石英砂作为多孔介质,以硅微粉溶液作为外源入渗胶体,以NaCl、CaCl2和MgCl2作为共迁移盐溶液,通过室内石英砂柱出流实验,以多孔介质相对渗透系数（K/K0:K0为砂柱初始饱和含水率,K为不同时间砂柱饱和含水率）为表征指标,探讨胶体颗粒及胶体颗粒与盐分阳离子共迁移时对饱和多孔介质渗透性的影响、多孔介质渗透性变化时胶体颗粒和盐分阳离子的迁移机理,旨在为解决浑水灌溉、地下水人工回灌等工程实践中中遇到的问题提供科学依据和理论参考。本文主要是基于室内土柱出流实验,把研究内容分为三个部分:一是在不同胶体浓度(0.1、0.2和0.5 g·L-1)、胶体颗粒粒径（2.6、6.5和13μm）、介质颗粒粒径（240、362和513μm）和水头差（5、10和20 cm）四种情况下,探讨胶体颗粒对饱和多孔介质渗透系数的影响及胶体颗粒在介质中的迁移沉积机理;二是将不同浓度(0.1、1和3 g·L-1)的NaCl、CaCl2和MgCl2与胶体颗粒(0.2 g·L-1)配置成混合溶液进行入渗,分析其对饱和多孔介质渗透系数的影响,并讨论饱和多孔介质渗透性变化情况下胶体颗粒和盐分阳离子的运移机理;三是使用Hydrus-1D软件模拟非反应性溶质溴化钾及不同条件下盐分阳离子在饱和多孔介质中的迁移行为。主要结论如下:（1）在不同胶体浓度、胶体颗粒粒径、多孔介质粒径和水头差时,胶体入渗会影响饱和多孔介质渗透性。胶体颗粒在多孔介质中会发生迁移、堵塞和吸附等作用,当一些胶体颗粒在多孔介质内部发生沉积时,会造成孔隙堵塞,改变多孔介质内部结构,从而导致介质渗透性降低。其次,胶体颗粒的迁移沉积行为受胶体颗粒浓度、胶体颗粒粒径、多孔介质粒径和水头差的影响,在其它条件相同的情况下,当胶体浓度、介质粒径和水头差增大时,多孔介质渗透性降低程度越大;由于胶体颗粒发生絮凝或在多孔介质中发生沉淀的位置不同,在本实验中不同胶体颗粒粒径对饱和多孔介质整体渗透性的影响差异不明显。（2）在不同胶体浓度、胶体颗粒粒径、多孔介质粒径和水头差时胶体入渗会影响胶体颗粒的迁移和沉积行为。比较砂柱不同深度出流液中胶体颗粒浓度随时间的变化和实验结束后介质中胶体颗粒沉积情况可以看出,胶体颗粒的迁移行为和沉积效应与多孔介质渗透性的降低程度相一致。胶体颗粒入渗时有相对渗透系数增加的现象,基于不同文献数据对比分析认为,当胶体颗粒与多孔介质粒径的相对直径比dp/Dp>0.018且入渗浓度小于0.5 g·L-1时,会出现K/K0增加的现象。用扫描电镜（SEM）对实验结束后的多孔介质颗粒进行了微观分析显示石英砂颗粒表面光滑且有明显的沉积物,说明胶体颗粒会在多孔介质表面沉积,堵塞孔隙。（3）在不同浓度和类型的盐溶液（NaCl、CaCl2和MgCl2）与胶体颗粒共迁移时,盐分阳离子浓度、类型都会影响饱和多孔介质的渗透系数,进而影响盐分阳离子和胶体颗粒的运移行为。不同浓度盐溶液与胶体颗粒共迁移时,盐分阳离子会使胶体颗粒发生絮凝成大颗粒,在入渗过程中更易发生沉积堵塞孔隙,且离子强度越大,絮凝作用越明显,从而使多孔介质渗透性下降程度越大。对比不同类型的盐分阳离子可以发现,由于离子价态越大,对胶体颗粒产生的聚沉程度越大,当离子价态相同的情况下,水合离子半径越小,水化能力越强,聚沉能力越高,因此使胶体颗粒发生聚沉的程度大小为Mg2+>Ca2+>Na+。随着饱和多孔介质渗透性的降低,各种类型的盐分阳离子穿透曲线达浓度峰值所用的时间逐渐增长;由于胶体颗粒和介质吸附位点不足,随着离子浓度的升高,离子穿透曲线的浓度峰值有增大的现象。（4）利用Hydrus-1D中的平衡模型（Local Equilibrium Assumption,LEA）单点吸附模型（One-site Soption Model,OSM）对溴离子及不同浓度和类型的盐分阳离子在饱和多孔介质中的迁移行为进行数值模拟,溴离子反演参数能够用于盐分阳离子迁移模拟,从盐分阳离子迁移反演参数来看,除个别情况外,模型拟合效果较好。因此,根据实验监测数据,把多孔介质砂柱渗透性在空间上分段、各段渗透性随时间的变化取其平均值,可以较精确地模拟不同浓度盐分阳离子在变渗透性饱和多孔介质中的迁移过程。