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轻非水相液体(Light Non-Aqueous Phase Liquids，简称LNAPL)是一种重要的地下水污染物。该污染物的泄漏对土壤和地下水造成严重的污染，已经引起众多水文地质学家和环境研究者的关注。研究这种污染在地下水中的运移和分布特性对于污染预测和设计经济的、有效的修复方案具有重要的意义。
论文研究内容包括两个部分，第一部分主要是第二章，通过室内试验建立二维砂槽模型，研究非饱和带中层状非均质条件下轻非水相液体运移机制和分布特性。在试验过程中用数码相机进行拍照，把轻非水相液体的扩散过程以图像的形式记录下来，然后对图象进行分析处理。试验结果发现，介质的结构突变面改变了LNAPL的迁移模式。在LNAPL到达干湿界面以后，由于毛细水压力的作用，其入渗速度明显加快。当LNAPL迁移到夹层上界面时，纵向迁移受到阻碍。随着入渗过程的继续，污染物沿着界面产生向右横向迁移;在夹层上界面下部出现“优势流”现象，污染物由集中走向分散，随着分散块的体积不断增大，最终污染物又连接到一起，由分散走向集中;在夹层下界面附近锋面线集中在一起，说明污染物的向下的纵向迁移基本停止。另外，介质的局部密实“透镜体”对LNAPL的局部迁移起到“阻滞”作用，并迫使其改变迁移路径。地下水位的变动将使污染物的产生重新分布。当地下水位降低以后，污染物产生明显的向下迁移。
针对目前使用的多谱图象分析方法的不足，笔者对该方法进行改进。并将改进后的多谱图像分析方法对试验所获图象进行处理。处理结果说明，改进多谱图象分析方法方法用于研究地下水中轻非水相液体的分布特性是可行的，RGB值在空间和时间上的变化曲线基本反映了轻非水相液体在空间和时间上的分布情况。另外，Green值和Blue值相对于LNAPL的分布较敏感，干湿界面、水油界面等介质结构突变面可由两者的空间分布曲线明显的看出第二部分包括第三、第四、第五章，利用高密度电阻率成像法研究轻非水相液体运移和分布特性，由非饱和多孔介质中LNAPL的电阻率特性试验发现，介质的含水量和颗粒的大小对介质被LNAPL饱和过程中电阻率的变化有重大的影响，在被LNAPL饱和过程中，含水量低的介质电阻率变化很小，而含水量高的介质电阻率变化很大，粗粒径的介质电阻率的变化明显高于细颗粒介质。对于“水-油-气”三相体系和“水-油”而相体系，电阻率和水的饱和度之间的关系曲线均可用Archie公式很好的拟合。
为探讨高密度电阻率成像法监测多孔介质中轻非水相液体迁移过程的有效性，通过三维砂槽进行了非饱和带中轻非水相液体的入渗试验，并利用高密度电阻率成像法进行了同步的动态监测。试验之后，将砂槽层层挖开，通过数码成像，获取了污染区域的实际范围与形状。结果表明，由高密度电阻率成像法圈定的污染区域在范围与形状上都与实际的结果比较接近，并可通过三维电阻率相对值的时间变化明显的看出轻非水相液体的入渗过程。这说明利用高密度电阻率成像法对非饱和多孔介质中轻非水相液体的空间分布范围进行圈定并监测其迁移过程是完全可行的。
为弥补目前估算多孔介质中轻非水相液体饱和度的不足，提出利用新兴的高密度电阻率成像法确定三维空间轻非水相液体饱和度分布的方法。利用Archie公式将三维空间的电阻率转换成轻非水相液体的饱和度;根据不同时间三维空间轻非水相液体饱和度的分布估算不同时间轻非水相液体的入渗量，并与实际的入渗量进行了对比。结果表明，通过高密度电阻率成像法获得的轻非水相液体入渗量的估算值与实测值非常吻合，说明利用高密度电阻率成像法确定三维空间轻非水相液体饱和度的分布是有效的。
将高密度电阻率成像法应用于地下水位波动条件下LNAPL的运移与分布特性研究，结果发现地下水位波动的频率和速度对与LNAPL在介质中的残留分布有明显的影响，在水位波动之后，LNAPL将进行重新分布，经过一段时间即达到稳定。残留LNAPL在介质分布的非均匀性主要是由于介质的非均质性造成的。论文的最后部分总结全文，得出几点结论，并对下一步的研究提出建议。