本发明提供了一种水平孔曝气试验装置，包括模型箱，其内填充有模拟介质，模拟介质中布设水平曝气管，水平曝气管开设有多个曝气孔，水平曝气管与气压输送组件连接，模型箱开设有注液口和排液口，分别用于有机污染物的注入与排出，模型箱的两端设置渗水组件，用于向模拟介质内渗水，模型箱的侧壁上开设有多个取样孔，以对模拟介质进行取样分析，模型箱的顶部设置气体检测组件，以对模型箱内的气体进行检测。本发明通过模型试验和理论分析，有利于实现曝气影响区域的精准刻画和污染物去除效率的准确预测，为水平孔原位曝气修复地下水有机污染物高效处理提供了技术参考。