本发明提供一种径流小区泥沙收集装置及方法，装置包括集沙桶、集流管、排水管和流量计，集沙桶一端连接径流小区，集沙桶另一端设置有排水管，排水管中设有流量计，流量计用于监测径流数据；集沙桶包括内桶、外桶和桶盖，内桶嵌套安装在外桶中，内桶中从上至下可拆卸的安装有除杂筛网、消能筛网和若干滤水筛网，且内桶上安装若干滤水筛网的位置处设有若干第一排水孔，内桶上安装除杂筛网和消能筛网的位置处设有若干第二排水孔。本发明将集沙桶设置为内桶和外桶的嵌套结构，依靠径流中泥沙的分选作用、静水中泥沙的沉降规律等原理，分离浑水径流中的泥沙和径流，还可自动监测径流数据的流量计，获取周期性水土流失研究数据更简单，监测数据更准确。