随着我国经济的飞速发展,地面交通基础设施已无法承受城市人口与汽车数量陡增带来的压力。因此,将交通流转移到地下空间成为了缓解交通拥堵压力的主要方法。隧道作为地下交通的主要结构形式,因交通事故高发率、狭长的结构、较差的能见度与复杂的气流组织等特点,使其在火灾发生时的排烟通风问题备受重视。横向排烟、纵向排烟、自然排烟作为常见的排烟方式各有利弊,将火源上游纵向排烟与火源下游自然排烟结合的组合排烟模式,与单独排烟模式相比,能起到扬长避短的效果。本文通过盐水实验与Matlab图像处理技术,定量研究该组合式排烟上游纵向风速与下游排烟井尺寸（高度、排烟口横截面积）合理匹配的关键参数。将实验所得的定量排烟数据,结合排烟井附近盐水的定性流动特性,综合分析上下游参数匹配是否合理,并通过正交实验进一步量化各因素对排烟效果的影响。首先,本文介绍了盐水实验原理,论证了利用盐水实验研究火灾烟气流动的可行性,并阐述了盐水实验的相似性原理及提取实验数据的方法。将盐水实验与小尺寸实验、全尺寸实验对比分析,指出盐水实验的优劣势以进行更深入全面的研究。然后,本文对盐水层厚度、盐水层流速等重要数据的定量获取方法进行了详细的介绍,并通过计算得到系统排烟效率、烟井工作效率等指标,以此来衡量上游纵向风速和下游排烟井尺寸的变化对排烟效果的影响。通过实验数据结合流动特性研究发现:上游纵向风速过大会引起自然排烟井口边界层分离,导致系统排烟效率降低;允许一定的烟气回流能提高排烟效率;下游烟井尺寸过大会导致吸穿现象的出现,造成烟井工作效率的下降。之后,根据之前研究的初步结论,对烟井尺寸（宽度、高度）、上游风速、火源发生位置等四个因素设计合理水平。通过正交实验分析各因素对排烟效率(η_{VS E}、η_VSO)、回流长度、烟井下游烟气层厚度等指标影响的主次关系。利用综合平衡法选取各因素最优水平,组合得到最优工况,并对最优工况上游风速的合理设计范围进行了实验测定。最后,本文将实验所得到的上游纵向风速范围与下游烟井尺寸的最佳匹配参数,通过FDS数值模拟进行了对比验证,结果表明数值模拟与实验数据结果基本一致,实验所得结果也一定程度上验证了数值模拟的准确性。利用前人提出的临界风速数学模型的计算结果,与实验无回流工况下的上游纵向风速进行对比,进一步验证了实验所得参数的准确度。对于工程中可能出现的超大火源功率,由于实验无法达到更大的盐水释放流量,使得模拟无法进行。该上下游合理匹配的参数将通过数值模拟进行补充。本研究所得的上游纵向风速范围与下游排烟井尺寸合理匹配参数可供实际工程设计提供参考。