地表火蔓延是森林火灾最主要的形式,作为森林火灾发展的初始阶段以及转化成强度更大火灾的中间阶段,开展地表火蔓延的研究尤其重要。地形坡度是影响地表火蔓延的重要因素。目前,前人关于地表火蔓延的实验研究主要集中在单一地形的上坡火蔓延,关于复杂地形上地表火蔓延的研究还比较少。因此本文使用干马尾松针作为实验燃料,通过改变模型的中心坡度（山脊线和峡谷线与水平地面之间形成的夹角）和侧面坡度（侧面燃料床底边与水平地面之间形成的夹角）先后开展了山脊火蔓延和山脊-峡谷火蔓延实验来模拟山地火蔓延。重点分析了山脊-峡谷火蔓延过程中火蔓延速率、火线轮廓的演变、火线夹角、火焰倾斜角、火焰长度以及火焰对前方未燃烧区域燃料的传热机制随着中心坡度和侧面坡度的变化规律,并对比分析了山脊火蔓延与峡谷火蔓延特性的差异。改变燃料床的中心坡度和侧面坡度,开展山脊火蔓延实验。实验结果表明,在山脊线上点火后,在短时间内会形成水滴形火线,当中心坡度和侧面坡度都低于10°,上坡的火线呈现抛物线形;当中心坡度和侧面坡度增加,上坡火线由抛物线形转化成V形,火线夹角会先增大然后趋于稳定,并随着中心坡度和侧面坡度的增加而减小。当中心坡度较小时,火焰比较矮小,几乎处于竖直状态;随着中心坡度增加,火焰向燃料床倾斜从而增强了辐射换热作用,使火线长度增加,燃烧强度增强,促使火蔓延速率增大。当侧面坡度增加,甚至大于中心坡度时,向燃料床上坡方向的浮力沿侧面坡度方向的分量会随之增加。从而导致火焰向V形火线内部倾斜,甚至附着在燃料床上,而火焰向山脊线末段火蔓延的速率减小。山脊火焰与燃料间的对流作用表现为对流冷却,在火焰预热阶段,辐射传热作用始终占主导,且辐射热量峰值随中心坡度和侧面坡度的增加而增加。改变燃料床的中心坡度和侧面坡度,开展山脊-峡谷火蔓延实验。实验研究表明,中心坡度角和侧面坡度角都对山脊-峡谷火蔓延特性产生重要影响。火线从山脊侧坡蔓延至峡谷线后,会出现两个火焰前锋。一个与山脊火线连接沿着峡谷线向末端快速蔓延,另一个沿着峡谷侧坡的最大坡度线方向迅速发展。峡谷火蔓延速率较快,导致火焰燃烧不完全,火线前锋后方存在大面积火苗,因此火线轮廓比较零碎。随着中心坡度增加,最大坡度线与峡谷线的夹角减小,侧坡上火焰前锋的行动轨迹向峡谷线偏移。侧坡上的火线轮廓由V形转为钩状,火线与峡谷线的夹角迅速减小,火线长度急剧增加。当侧面坡度较小（低于10°）,山脊火蔓延至峡谷线时,火线几乎与之平行,因此火线与峡谷线夹角很小;随着侧面坡度增加,火线夹角逐渐增大。中心坡度大于20°,峡谷线上的火蔓延速率迅速增加,中心坡度为40°时,火蔓延速率是20°时的5倍。火蔓延速率随着侧面坡度的增加减小。峡谷侧坡火线的蔓延速率会随着中心坡度和侧面坡度的增加而线性增加。随着中心坡度和侧面坡度增加,辐射和对流作用迅速增强。中心坡度大于20°时,火焰前锋的热环境由辐射主导转变为辐射和对流共同作用,这种转变是导致峡谷火蔓延速率突然增加并远高于山脊火蔓延速率的原因。