摘要：轻非水相液体（LNAPL）是新疆地区有机污染场地土壤及地下水污染治理的重要对象；加之该地区特殊的气候条件，地表水文条件影响下LNAPL在地下水中的迁移机制仍需探索。尤其是在降水等地表水文过程对区域潜水面的影响下，LNAPL在潜水面至毛细管水带的迁移机制需进一步挖掘。如果直接将现有迁移机制和模型用于LNAPL的迁移过程，尚存以下难题：（1）降水等地表水文条件是否能够造成区域潜水面在方向上产生变化？（2）如果潜水面方向产生变化，该变化如何影响LNAPL在潜水面至毛细管水带的迁移和分布？潜水面方向变化（潜水面的摆动，非波动）的因素对于LNAPL在潜水面至毛细管水带的迁移过程至关重要。通常认为LNAPL的迁移路径随梯度变化，而该梯度是与地形坡降近似的梯度。但是，如果潜水面方向发生变化，该变化会在潜水面上产生一个梯度，该种情况下水力梯度就不仅仅来自于地形的控制，还会受到因潜水面方向变化而产生的梯度的影响。本研究针对上述关键难题，提出利用多点连续监测水位数据确定潜水面方向变化的理论与方法，在给定潜水面高程后，通过解析解可求得x、y方向上的梯度，假定潜水面上有一质点，通过梯度的变化可求得对应时间内质点的位置变化以及迁移路径，每一个时间步长的潜水面均可以通过回归法进行计算；潜水面方向上的质点的位置随着潜水面方向变化位置可以通过渗流方法得出，通过解析解得到的初始位置条件，将质点的初始位置定义为对流扩散中的初始位置，潜水面变化这时受到水力梯度变化的影响并且在对流扩散通过给定初始位置x、y水力梯度，在对流扩散方程中确定了质点的迁移轨迹，构建基于潜水面方向随时间变化的LNAPL迁移模型，并通过室内物理实验验证，最终探索潜水面方向变化因素对LNAPL在潜水面至毛细管水带的迁移机制，并建立一套能够基于多点连续监测水位数据、基于潜水面方向变化的LNAPL迁移模拟的理论和方法。
室内物理实验表明：在无降雨的条件下，潜水面水位变化呈现稳定状态；在降雨条件下，水位随时间发生较明显变化。示踪剂迁移物理模拟实验结果显示在降雨条件下，示踪剂迁移路径与无降雨条件下有较大差别，说明降雨提供潜水面在方向上产生变化的条件，而潜水面方向上的变化进而产生了在地形梯度外的另一梯度，从而影响了LNAPL的迁移路径。本项目的开展可进一步提升对LNAPL在地表水文条件影响下迁移机制的理解，对新疆石油化工场地LNAPL污染防控、土壤与地下水要素协同效应和综合防治具有科学价值和工程指导意义。
 

水力梯度；潜水面变化；迁移路径；LNAPL