地下水空气扰动(AS)是一种新兴污染地下水原位修复技术,该技术被认为是去除非饱和区带土壤和浅层地下水中挥发性有机污染物的最有效方法之一,其优势在于成本低、效率高、可操作性较强。但是关于污染场地AS处理过程中的物理、化学、生物及复合作用的相关机理尚不明晰,地下水空气扰动修复系统相关设计参数多为经验估计,而对于AS运行作用机制的理论研究更不完善。地下水空气扰动AS修复过程中,空气在饱和多孔介质中的流动机制及影响范围是污染地下环境中修复效率的主要影响因素。传统的空气扰动影响区域(ZOI)监测方法为场地布井实验,一般依赖于钻井、样品溶解氧测定和地下水位监测等手段,监测成本高、人员需求量大、监测反应速度较慢、不宜考虑非均质介质,同时对场地的土地利用带来了不可忽视的破坏性扰动。因此,本文以高密度电阻率法(ERT)这一无损的非扰动地电学勘探方法为主要手段,构建该方法在地下水空气扰动监测中的应用路径,并以多相流体力学为理论基础对AS进行研究,建立了二维实验砂槽中不同粒径均质玻璃珠(GBS)饱和介质中空气流动模型。本文采用高密度电阻率法(ERT)为主要监测手段,通过控制多孔介质材料分选性、粒度级配、空气扰动流量等室内实验变量,对AS气体流型、范围及空气饱和度动态分布进行研究。结果表明,高密度电阻率法(ERT)在AS监测中具有很好的灵敏度及准确性,且测试较为方便快捷。介质中空气扰动压力与气体流量呈线性正相关关系;分选性较好的均质介质中气体饱和度以曝气口中心所在横截面对称分布,中心饱和度较大;非均质中气体遇到渗透性小的区域时气体会聚集,并选择少数通道优先通过。曝气流量较大时,气体易横向漂移,局部优先流容易形成。同时,在不同粒径的均匀介质中,空气扰动范围主要受空气扰动注气流量及压力影响,与粒径无关,但气流形式受粒径影响。3 mm均匀玻璃珠介质中,气体以气泡形式向上运动;1 mm均匀玻璃珠介质中气体流动方式为微通道式;0.5 mm均匀玻璃珠介质中,气体仍以微通道形式运动,但气流通道相对分散且弯曲。而在非均匀介质中,气体主要为槽式流,以块区域形式出现。以室内实验条件构建物理模型,在Darcy定律和Bessel函数理论变换基础上,结合水土特征曲线中的Fredlund和Xing(FX)模型与van Genuchten(VG)模型,本文提出了二维砂槽实验条件下的AS轴对称空气流动模型,并利用室内AS实验对该模型进行验证。