本发明公开了一种沉井浮运拖航模拟试验装置及其方法，属于水利工程技术领域。沉井浮运拖航模拟试验装置包括固定在造浪池内的拖车轨道和传动连接在拖车轨道上的拖车，拖车上设有托行桁架，托行桁架相对拖车呈航向角倾斜设置，并通过航向固定件与拖车连接，托行桁架内部通过若干拖带缆绳多拖带点连接有沉井模型，拖带缆绳和沉井模型上分设有数据采集系统的传感器，用于采集模拟实验中沉井模型的拖航数据。本发明针对沉井设计了一套可调的托行桁架，托行桁架可通过调节自身与拖车的夹角来模拟沉井模型的拖带航向角；托行桁架上设有多个可调的拖带点，满足了沉井模型对多拖船拖带方案的准确模拟。