我国土壤和地下水污染严重且污染源型式复杂。为了避免污染物进一步扩散威胁周边环境，通常在污染场地四周建造低渗透性竖向隔离墙。土-膨润土隔离墙具有渗透性低、化学相容性好、成本低廉和施工方便等优点，已广泛应用于城市工业遗留污染场地和固体废弃填埋场等防污工程中。研究隔离墙内污染物运移规律能为墙体设计、施工与服役性能评价提供必要的理论依据。已有均质隔离墙一维运移模型极大地简化了污染源型式，难以反映非均匀污染的复杂实际情况，且不能考虑固结作用导致的墙体沿深度方向的非均质性。本文基于双向固结理论，建立了非均质隔离墙-含水层系统中污染物二维运移理论模型。模型采用高斯函数表征污染源非均匀分布型式，并考虑污染物在竖向屏障系统中对流-弥散-吸附-降解耦合运移过程。结合边界条件和层间连续性条件，选用大型有限元计算软件COMSOL Multiphysics 5.3的对流-扩散方程模块进行建模求解，并分析了污染源浓度分布型式、污染物降解作用和墙体力学参数对隔离墙服役性能的影响。研究结果表明：（1）采用均质隔离墙模型进行计算会明显高估隔离墙的服役时间，且会低估通过隔离墙出口污染物的质量通量；（2）隔离墙的服役性能随着墙体材料抗剪强度增大而降低，但几乎不受材料抗压强度的影响；（3）基于本文的非均质模型提出了浅部增强型隔离墙强化区域设计思路。