目前非水相液体(NAPLs)土壤污染治理困难,污染周期长,对于NAPLs在土体中运移特征及控制因素还不是很清楚,且其污染范围及污染程度也难以确定,对NAPLs地下运移规律和监测技术的研究将为修复工作提供宝贵的基础数据与实验支持,使修复措施更加经济高效。本文模拟了轻非水相液体(LNAPLs)和重非水相液体(DNAPLs)在不同岩性组合下的运移,分析了规律及控制因素；同时以LNAPLs为例研究了不同类型污染土壤的电性反应特征及机理,并建立了电阻率公式,提出了导电性模型；另外开展了LNAPLs地下污染垂向迁移过程的电阻率法动态监测；最后探讨了LNAPLs地下三维运移过程的电阻率监测技术。旨在形成对不同控制因素下NAPLs运移过程及机理的系统认识,探讨LNAPLs污染地下含水介质的电性规律、监测方法及不同迁移过程的电性反映,以进一步研究NAPLs污染及残留机制。所开展的具体工作和主要成果如下：(1)利用柴油和四氯乙烯并选定三种不同岩性组合进行NAPLs运移室内水槽模拟试验,系统分析了自由相NAPLs运移路径及速度的控制因素,提出了土层不同分区中油柱界面毛细压力平衡模型及分区运移理论。结果显示NAPLs种类、土壤初始含水量、低渗透透镜体、泄漏位置和岩性突变界面对NAPLs运移路径和速度影响规律不同,对于NAPLs运移规律需按照初始含水量分区表达,即干土区、毛细区和饱水区。NAPLs垂向运动和横向扩展是相互关联的,泄漏起始阶段以垂向迁移为主,当遇到局部低渗透透镜体、岩性突变界面或毛细带上缘时,横向发育阻碍了垂向迁移。垂向运移减速的原因主要有孔隙阻力、NAPLs残留和横向扩展；横向扩展速度增加的原因有垂向速度降低以及浮力的增加。(2) NAPLs重力渗透平衡后进行升高水位、降低水位和降雨过程模拟,研究了水位波动和降雨淋滤对于NAPLs重分布的影响,并对NAPLs最终空间分布特征进行多谱图像分析。结果显示,水位波动对于两相流饱和区产生NAPLs截获,对于两相流非饱和区使残留NAPLs重新释放。降雨主要通过入渗驱替与抬升水位两种机理影响NAPLs重分布。NAPLs污染后以迁移体为中心向两侧浓度减小,局部低渗透透镜体上部和岩性突变界面上下位置污染较重。(3)取砂土、粉土、粉质亚粘土三种土壤和机油、柴油、汽油三种LNAPLs,采用Miller Soil Box法研究含水饱和度、含油饱和度、孔隙率对LNAPLs污染土电阻率的影响；通过灰色关联度分析得出LNAPLs污染土电阻率控制因素主次;并将混合孔液饱和度引入Archie公式：提出了LNAPLs污染土导电性模型。结果显示,LNAPLs污染土电阻率随含水饱和度的增加呈幂函数降低,符合Archie公式,判定系数达99%。不同初始含水率下LNAPLs污染土电阻率随污染程度变化规律不同,5%含水率时污染土电阻率变化复杂,出现LNAPLs污染低阻异常;15%含水率污染土随含油饱和度增大电阻率先降低后升高。LNAPLs污染土结构因子F和水饱和度指数n均降低,各因素对电阻率的影响大小依次为含水饱和度>含油饱和度>孔隙率。将混合孔液饱和度引入Archie公式后,计算值和实测值更接近。(4)利用课题组自主开发研制的电阻率探杆自动监测系统,模拟监测了LNAPLs垂向扩散动态过程,并利用小波分析确定了不同时刻运移锋面位置。结果显示,不同含水饱和度砂层中柴油入渗造成的电阻率变化趋势不同,通过电阻率变化曲线可以估算浮油带厚度。可用小波分析确定LNAPLs运移前锋位置,计算值和观测值具有很好的一致性,相对误差在0.8%-1.6%之间。(5)利用自制三维渗流水槽和高密度微电极排模拟监测了LNAPLs地下三维运移,讨论了高密度电阻率法对于LNAPLs运移过程的反映能力；并探究了电阻率探杆自动监测系统对多点同时测量LNAPLs空间运移的探测效果。结果显示,Pole-pole装置对NAPLs污染过程的反映较全面,视电阻率剖面能够反映出LNAPLs污染的高阻异常,但是不能够分辨其污染范围,需要对电阻率剖面进行反演重建。视电阻率对数反演后数值偏大,但是能够很好地反映LNAPLs不同时刻的迁移范围和降雨过程的油水驱替情况。三维电阻率图像可反映出水文地质条件改变后LNAPLs污染大致空间范围,与化学分析所得结果基本一致。可实现多个探杆同时监测,数据同步传输,互不干扰。