极大暴雨引起的山洪灾害，不仅会对河流两岸百姓生命财产安全造成极大破坏，而且不利于河岸防洪管理。近年来的极端降雨愈加频繁，气候恶化，洪水灾害带来的损失也越来越大。在多山的地区，建设高架桥经常需要穿过河道，而桥墩基础的存在会影响河道行洪，出现抬高上游水位、冲刷河堤等问题。此外，墩基础在河道水流中产生的复杂涡流还会对桥墩本身造成冲刷、侵蚀，破坏桥梁结构，威胁桥梁的安全。因此，准确合理的分析桥墩群条件下，河道行洪及河床冲淤变化规律，对桥梁设汁及防洪管理具有重要意义。
　　本文研究对象为嘉陵江桥群，是太风高速公路的重要组成部分，而太凤高速公路线承担著组成国家及省高速公路网、沟通陕甘路上交通的作用。为更好的保证桥梁设汁安全及河道防洪管理，采用Mike21FM模型，对嘉陵江桥群水流和泥沙输移进行了数值模拟计算。
　　(1)选取适当的研究区域，采用Mike21FM建立二维水沙模型，通过实地勘测的数据对所建模型进行验证。验证结果表明，本文采取的数值计算模型能够达到足够精度进行水流及泥沙冲淤模拟。
　　(2)在水动力模块下，对研究范围内10年一遇、100年一遇洪水演进进行模拟，对比桥梁建设前后水位、流速変化、研究结果表明，桥梁的存在会使上游壅水，水深平均流速降低。随着流量增大，桥墩的阻水效果越发显著，在10年一遇洪水条件下，凤县瓦通交桥上游水位升高最明显，最大水位上升约为1m。其他三座桥梁的最大水位上升幅度较小。在100年一遇洪水条件下，风县互通立交桥和嘉陵江大桥上游的水位上升最人值高于2m，壅水长度也增加了；对于两种洪水频率下的流速影响分析，发现嘉陵江大桥的存在导致其附近的最大流速增加，而其他三座桥梁导致其附近的最大流速减小，是因为嘉陵江大桥轴线在河流弯道凹岸处穿越。其中，风县互通立交桥对最大流速影响最大，嘉陵江大桥次之，西庄大桥和E匝道对河道流速影响较小。
　　（3）在原设计方案的基础上，针对影响较大的凤县互通立交桥桥群的桥墩布设形式进行优化，通过调整桥墩的形状、桥墩间距及桥梁与水流夹角设置不同的优化方案，对比各优化方案与原方案水位及流速情况。方案一、方案二的计算结果相比于原设计方案，最大壅水高度增加，最大流速增大，水深平均流速升高，方案三可以有效减小阻水效应，有利于河道行洪。
　　（4）在水动力模块（HD）计算的基础上加入泥沙输移模块（ST），根据计算区域内河道地质信息和水文资料设置边界条件和泥沙特征，研究桥群对河道纵向形态、横向断面、冲淤分布情况的影响，对提出的优化方案进行泥沙输移计算，讨论优化后桥墩方案的泥沙冲淤情况。泥沙冲淤结果表明，无桥墩情况下，弯道处泥沙呈现出入口段淤积、出口段冲刷的特点；当桥墩存在时，纵向表现为桥梁上下游淤积、桥墩位置冲刷，横向呈现桥墩间淤积、桥墩处冲刷的规律，冲淤分布结果表明桥墩存在使上游淤积厚度增加；优化方案计算结果表明，方案一、方案二均会造成河道水位壅高，壅水范围增大，水深平均流速降低，淤积更加严重；方案三可以有效减小上游壅水范围，在最大流速变化有限的情况下增加水深平均流速，桥墩阻水效果明显降低。