SRH-Coast，也稱為 SRH-C 模式，是經濟部水利署與美國墾務局 (USBR) 合作開發的 SRH-One 數值模式的 Coast 模組。它是一個 水動力與波浪耦合的二維數值模式，旨在延伸二維數值模式 SRH-2D 的應用範疇，並與集水區降雨逕流及土壤沖蝕 (SRH-Watershed) 模式一同整合發展為 單一流域整體水理動床數值模式 (SRH-ONE)，以滿足水與流域相關課題的分析需求。以下是 SRH-Coast 的主要特點與功能：
- 模組構成： SRH-C 含有三個主要的次模組：
- 水動力 (Current)：採用 SRH-2D 模組，透過求解淺水波方程來獲得水動力資訊。
- 波浪 (Wave)：求解波浪力平衡方程 (其求解方式與 SWAN 模式相似)，並以波譜法推估波浪資訊。
- 輸砂 (Sediment Transport)：求解非均勻且非平衡泥沙方程。
- 網格系統： SRH-C 採用非結構化網格系統，能夠進行波-流-泥沙相互作用的耦合計算。
- 控制方程式： SRH-C 假設流體為不可壓縮流，並採取深度平均、波浪平均的計算方式，其主要的控制方程式包括：
- 連續方程式 (Continuity Equation)：描述水深的變化。
- 動量方程式 (Momentum Equation)：描述水體沿 X 和 Y 方向的速度分量變化，考慮重力、總水壓、雷諾應力、底床剪應力、風剪應力、科氏力、波浪引起的水表面翻滾 (surface roller) 及輻射應力等因素。
- 波浪力平衡方程式 (Wave Force Balance Equation)：描述波浪作用密度函數 (N) 的變化，考慮群波速度、波向轉向速率、頻率變化率以及波浪生成與耗散過程（如風作用、三波/四波相間交互作用、白浪、碎波及底床摩擦力引起的能量耗散）。
- 輸砂模組特色： SRH-C 輸砂模組具有以下特點：
- 非平衡輸砂模型 (Non-equilibrium Transport)：允許泥沙輸送率逐步發展至平衡狀態，特別適用於潮汐、波浪等場域中泥沙濃度時空變動、非平衡的狀況。
- 泥沙視為連續體、以濃度表示 (Eulerian 架構)：將泥沙濃度視為類似熱擴散的場量處理，適合用於大尺度水動力模擬與長期淤積演算。
- 總輸砂概念 (Total Load Approach)：將懸浮載與底床載同時納入輸砂通量計算，提供整體沉積變化的模擬。
- 低濃度假設下的牛頓流體行為：在體積濃度低於 0.1 的情況下，水-沙混合物可近似為牛頓流體進行求解，避免高濃度非線性黏滯效應與不穩定性。
- 獨立求解各粒徑級別：為系統中每個粒徑級別使用獨立的偏微分方程來模擬總輸砂率。
- 泥沙交換通量：透過非平衡方程式中的關鍵參數 Se,k 代表水體與河床間的泥沙交換通量，其計算考慮理論總輸砂容量和適應長度。
- 總輸砂容量計算方式：提供 van Rijn (2007)、Camenen and Larson (2007) 和 Soulsby-van Rijn (1997) 三種計算方法，這些方法考慮波浪與水流的共同作用。
- 適應長度 (Adaptation Length)：控制沉積物從非平衡狀態趨近平衡速率所需的距離，直接影響泥沙進出水體與河床的交換速率。模式提供常數和變動適應長度兩種方式，變動適應長度可拆解為懸浮載和底床載的適應長度總和。
- 底床變化模擬：採用改良的非平衡床面變化方程式，並將底床結構區分成活動層和次表層，活動層厚度可變並與水體進行實際交換，次表層作為泥沙來源或儲存層。
- 重力滑動效應：可選用Sslide 項模擬陡坡上床面重力滑移效應，如崩塌或滑堤。
- 波浪效應：支援考慮輻射應力對水位與流速場的影響，進而反映泥沙輸送與近岸破碎帶的離岸輸砂模擬。
- 應用領域： 由於其波浪驅動條件會影響輸砂容量的選擇與剪應力修正，SRH-C 模式可應用於潮間帶、海灘、潟湖等海岸場域。面對氣候變遷與人為開發壓力下海岸侵蝕、沙洲破口、潟湖淤積與港灣航道遷移等地形劇烈變遷，SRH-C 這類海岸數值模式的發展，對於科學預測其演化過程並有效支援海岸防災與土地規劃至關重要。
圖1 SRH-C 數值模式各模組運作示意圖