[发明专利]一种预测湖泊水体pH值的方法

权利要求书

1.一种预测湖泊水体pH值的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、构建二氧化碳浓度控制方程、湖泊碱度控制方程和湖泊pH值控制方程；

S2、根据二氧化碳浓度控制方程和湖泊碱度控制方程，得到预测的湖泊二氧化碳浓度和预测的湖泊碱度；

S3、根据预测的湖泊二氧化碳浓度和预测的湖泊碱度，基于湖泊pH值控制方程，得到预测的湖泊水体pH值。

2.根据权利要求1所述的预测湖泊水体pH值的方法，其特征在于，所述步骤S1中二氧化碳浓度控制方程为：

其中，C为湖泊水体的二氧化碳浓度，t为时间，u为x方向上的水流流速，v为y方向上的水流流速，w为z方向上的水流流速，x，y，z为建立的空间坐标系，Kx为x方向上的扩散系数，Ky为y方向上的扩散系数，Kz为z方向上的扩散系数，S₁为大气交换引起的二氧化碳源汇项，S₂为藻类引起的二氧化碳源汇项。

3.根据权利要求2所述的预测湖泊水体pH值的方法，其特征在于，所述大气交换引起的二氧化碳源汇项S₁的公式为：

S₁＝K_r(C_s-C) (2)

其中，K_r为水体二氧化碳与大气的交换速率，C_s为水体饱和二氧化碳浓度，C为湖泊水体的二氧化碳浓度。

4.根据权利要求2所述的预测湖泊水体pH值的方法，其特征在于，所述藻类引起的二氧化碳源汇项S₂的公式为：

其中，x为某类藻类，c为蓝藻，d为硅藻，g为绿藻，PN_x为x藻类对铵的吸收率，P_x为x藻类的生长速率，FCD_x为x藻类的常数，DO为溶解氧浓度，KHR_x为x藻类的溶解氧半饱和常数，BM_x为x藻类的新陈代谢速率，AOCR为呼吸作用中二氧化碳与碳的比率，B_x为x藻类的生物量。

5.根据权利要求1所述的预测湖泊水体pH值的方法，其特征在于，所述步骤S1中湖泊碱度控制方程为：

其中，C_a为湖泊水体的碱度，t为时间，u为x方向上的水流流速，v为y方向上的水流流速，w为z方向上的水流流速，x，y，z为建立的空间坐标系，Kx为x方向上的扩散系数，Ky为y方向上的扩散系数，Kz为z方向上的扩散系数。

6.根据权利要求1所述的预测湖泊水体pH值的方法，其特征在于，所述步骤S1中湖泊pH值控制方程为：

其中，为H⁺浓度，K₁为碳平衡的第一溶解常数，K₂为碳平衡的第二溶解常数，K_w为水的溶解常数，C为湖泊水体的二氧化碳浓度，T为水温，e为自然常数，C_a为湖泊水体的碱度，pH为湖泊水体的pH值。