中文摘要：

非饱和过程是自然界普遍存在和在人类工程活动中经常遇见的一种现象，它同以降雨入渗为主的饱和过程一起共同构成了包气带中的水循环过程，是自然界水循环过程中的重要一环。本课题通过室内外试验和高密度电阻率成像法的应用,拟就下述内容进行研究: 1饱水的非均质多孔介质和岩石裂隙介质中的非饱和过程的形成机制问题； 2介质的非均质性对包气带中的非饱和过程的影响或者控制问题； 3包气带中的非饱和过程和降雨入渗引起的饱

结论摘要：

包气带中的非饱和过程是自然界水循环过程中的重要一环，对这一非饱和过程的理解在水资源评价、土壤水动力学、环境污染的防治和修复方面都具有十分重要的意义。通过三维的高密度电阻率成像法在野外试验场上的长期观测和室内模拟实验，本项目成功实现了对三维空间上非饱和过程的高密度电阻率成像，分析了降雨停止之后包气带中非饱和过程的形成机理和影响因素，取得了多项成果。这些成果主要有（1）初步建立了可长期观测的野外基地并积累了大量的科学数据；（2）实现了以四面体为剖分微元的三维有限元电阻率正演和反演计算；（3）获得了不同季节条件下的非饱和过程的三维动态图像；（4）查明了非饱和过程和饱和过程之间的相互关系和转化过程；（5）提出了应用电阻率变化率界定观测场介质特性空间分布特征的方法；（6）实现了对活体树干的电阻率二维动态成像；（7）进行了对有限块体的感度分析，获得了针对均质六面体和圆柱体的电位、电极配置系数和感度的分析表达式；（8）证实了电阻率成像法监测裂隙介质中非饱和过程的有效性，分析了其中非饱和过程的各向异性特征；（9）实现了室内块体上的三维高密度电阻率成像，探讨了介质中的透镜体在非饱和过程形成中的作用。