我国很多桥梁附近的河段存在过度采砂现象,直接或间接导致桥梁垮塌的事故屡见不鲜,严重影响桥梁的安全和正常运营。因此,将采砂坑上游边坡概化为跌坎,研究跌坎的溯源冲刷的发展变化过程,及采砂坑对桥梁的安全所带来的影响,对大桥防护和河道治理非常有必要。本文首先建立了跌坎冲刷的一维数值模型,并进行了验证。模型采用Godunov格式的有限体积法来离散浅水方程,采用后差分格式的有限差分法来离散河床变形方程；通过对静水、跌水和跌坎冲刷三个算例的计算,验证了该模型具有较好的和谐性、适用性及计算精度。研究跌坎冲刷的影响因素,并分析各因素对跌坎冲刷的变化过程的影响。研究发现,跌坎冲刷的过程与流量和跌水高差密切相关,与跌坎坡度关系不大；冲刷深度在初期迅速增长,后期增长缓慢,输沙率也在冲刷初期达到最大值,随后减小并趋于稳定；溯源长度的增长主要发生在冲刷初期,且与流量、跌坎高差呈正相关。在天然尺度下研究跌坎冲刷平衡特征值的变化,主要考虑流量、相对跌水高差和相对砂坑深度三个因素。研究发现,溯源长度随着流量、相对跌水高差和相对砂坑深度的增加而变大；相对最大冲深与流量关系不大,与相对跌水高差成正比,而与相对砂坑深度成反比；平衡比降随流量的增大而减小,随相对跌水高差和相对砂坑深度的增大而增大。因此,桥梁下游禁止采砂的控制范围不仅要考虑桥梁的大小,也要考虑河流流量大小,同时要对采砂坑的尺寸和位置进行控制。在跌坎冲刷一维数值模型中加入动边界处理模块,模拟干河床行洪和跌坎冲刷过程,研究洪水特性对季节性河流上采砂坑冲刷的影响。研究结果表明,距离变坡点越远,冲刷深度和输沙率越小,开始冲刷和达到最大输沙率的时刻越晚,且冲刷主要发生在涨水段：洪峰流量越大,最大冲刷深度和输沙率越大,溯源冲刷的长度越长；随着峰型系数的增大,冲刷发展的速度加快,但最终冲刷深度减小,最大输沙率增加,而溯源长度减小。