一种基于生命周期的作物生产水足迹测算方法及系统技术方案

一种基于生命周期的作物生产水足迹测算方法及系统，测算方法包括：数据获取；计算能源产品消费水足迹；测算作物生产过程中投入的化工业产品及其上游产品生产水足迹；测算作物生产过程中投入的化工业产品及其上游产品省际间贸易量；测算化工业产品消费水足迹；根据作物生产过程中投入的能源产品、化工业产品和农产品不同类型生产资料的水足迹和消耗量数据，测算作物生产的间接水足迹及其构成；根据作物生产间接水足迹和直接水足迹，测算作物生产水足迹及其构成；测算作物加工产品的水足迹并确定水足迹构成。本发明专利技术还提供了一种实现上述测算方法的系统。本发明专利技术提高了测算区域作物及其加工产品生产水足迹的测算精度。加工产品生产水足迹的测算精度。加工产品生产水足迹的测算精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于生命周期的作物生产水足迹测算方法及系统


[0001]本专利技术属于农业水资源管理领域，具体涉及一种基于生命周期的作物生产水足迹测算方法及系统，用于测算区域作物生产整个生命周期的不同阶段对不同类型水资源的消耗量以及对水环境的影响。

技术介绍

[0002]定量核算区域作物生产全生命周期过程中对水资源的消耗以及对水质的影响，是在保障种植业发展需求的同时实现区域农业水资源可持续高效管理的重要基本前提。以量化作物生产过程中水分的直接投入和生产资料投入引起的间接水分投入为基础，同时考虑各生产资料投入产品跨区域间贸易产生的虚拟水流动，测算全生命周期过程中作物以及其加工产品生产水足迹及组成，明晰作物生产全生命周期过程中水
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能源
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粮食的耦合关系，以期在水资源、可再生能源和不可再生能源的约束下，保障粮食安全和农产品供需安全，实现工业和工业生产活动中水资源和多种能源的高效利用和统筹管理。
[0003]现有技术在作物生产水足迹的计算时，往往忽略了作物生产过程中生产资料投入所带来的间接水消耗以及间接水消耗的区域差异本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于生命周期的作物生产水足迹测算方法，其特征在于，包括以下步骤：
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数据获取，包括：获取作物生产中与能源产品相关的生产资料的生产和消费数据；获取作物生产中与化工业产品相关的生产资料的生产和消费数据；获取测算区域作物生产中与农产品相关的生产资料的水足迹数据；获取测算区域作物田间生产过程中的直接水分消耗数据；获取测算区域作物加工产品的生产数据；
‑
根据与能源产品相关的生产资料的生产和消费数据，计算能源产品消费水足迹；
‑
测算作物生产过程中投入的化工业产品及其上游产品生产水足迹；
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测算作物生产过程中投入的化工业产品及其上游产品省际间贸易量；
‑
根据作物生产过程中投入的化工业产品生产水足迹、省际和国际贸易流通数据，测算化工业产品消费水足迹；
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根据作物生产过程中投入的能源产品、化工业产品和农产品不同类型生产资料的水足迹和消耗量数据，测算作物生产的间接水足迹及其构成；
‑
根据作物生产间接水足迹和直接水足迹，测算作物生产水足迹及其构成；
‑
测算作物加工产品的水足迹并确定水足迹构成。2.根据权利要求1所述基于生命周期的作物生产水足迹测算方法，其特征在于，所述获取作物生产中与能源产品相关的生产资料的生产和消费数据，包括测算区域能源产品生产水足迹SWF[E]，测算区域能源产品生产量Prod[E]、省际净进口量I[E]
pe
和国际净进口量I[E]
ce
，省际和国际间交通运距l、水消耗f
w
和能源消耗量f；所述获取作物生产中与化工业产品相关的生产资料的生产和消费数据，包括测算区域作物生产投入的化工业产品及其上游化工业产品生产的淡水消耗量DWF[I]
b
、资源能源消耗量A[P]、废水排放量L，污染物排放量V
p
，污染物排放标准C
max
，自然本底浓度C
nat
，各化工业产品及其上游产品的区域生产量、消费量和国际进出口数据；所述获取测算区域作物生产中与农产品相关的生产资料的水足迹数据，包括种子蓝水足迹SWF[A]
b
、绿水足迹SWF[A]
gn
和灰水足迹SWF[A]
grey
；所述获取测算区域作物田间生产过程中的直接水分消耗数据，包括作物田间生产直接蓝水足迹DWF[C]
b
，直接绿水足迹DWF[C]
gn
和直接灰水足迹DWF[C]
grey
，以及田间能源产品消耗量A[E]、化工业产品消耗量A[I]、农产品消耗量A[A]；所述获取测算区域作物加工产品的生产数据，包括测算区域作物加工产品的直接水消耗PWR和能源消耗A[E]，加工产品的价值系数f
v
和产品系数f
p
。3.根据权利要求1所述基于生命周期的作物生产水足迹测算方法，其特征在于，所述计算能源产品消费水足迹的计算表达式如下：上式中：SWF[E]
cons，i
为i省能源产品的消费水足迹，单位m3/t；SWF[E]
i，prod
、SWF[E]
j
和分别为i省、出口省份j和国外能源产品的生产水足迹，单位m3/t；Prod[E]
i
、I[E]
j，pe
和I[E]
ce
分别为i省能源产品的产量、省际净进口量和国际净进口量，单位t；l
ij
和分别指
省际运距和国际运距，单位km；f
w
为省际运输时单位产品运输1km消耗的水量，单位m3/km；SWF[E
′
]
j
为省际运输中出口省份j的燃料生产水足迹，燃料为柴油或者电力，单位m3/t或m3/kWh；f为单位产品省际运输1km消耗的能源量，柴油单位t/t
·
km或电力单位kWh/t
·
km；指国际运输的燃料生产水足迹，采用柴油进行计算，单位m3/t；为国际运输中单位产品运输1km消耗的燃料量，单位t/t
·
km。4.根据权利要求1所述基于生命周期的作物生产水足迹测算方法，其特征在于，所述测算作物生产过程中投入的化工业产品及其上游产品生产水足迹的计算表达式如下：上式中：SWF[I]为化工业产品生产水足迹，单位m3/t；DWF[I]和IWF[I]分别为化工业产品生产直接水足迹和间接水足迹，单位m3/t；SWF
cons，i
[P]为化工业产品生产过程中第i类生产资料投入产品的消费水足迹，单位m3/t；A
i
[P]为化工业产品生产过程中第i类生产资料投入产品的消耗量，单位t/t；根据水资源的来源不同，化工业产品水足迹分为蓝水足迹和灰水足迹，蓝水足迹为地表水和地下水消耗量，灰水足迹为稀释水污染所需淡水量；灰水足迹的表达式如下：上式中：SWF[I]
grey
为化工业产品灰水足迹，单位m3/t；L为化工业产品生产过程中的废水排放量，单位m3/t；V
p
为化工业产品生产过程中的污染物排放量，单位mg/L；C
max
为污染物的排放标准，单位mg/L；C
nat
为受纳水体的自然本底浓度，单位mg/L。5.根据权利要求1所述基于生命周期的作物生产水足迹测算方法，其特征在于，所述测算作物生产过程中投入的化工业产品及其上游产品省际间贸易量的计算表达式如下：上式中：T
ij
是i省运输到j省的某一产品贸易量，单位t；c
ij
是单位产品从i省运输到j省的距离，单位km；f代表运输总距离，单位km；S
i
是i省产品可流出量，单位t；D
j
是j省的产品需流入量，单位t。6.根据权利要求1所述基于生命周期的作物生产水足迹测算方法，其特征在于，所述测算化工业产品消费水足迹的计算表达式如下：
上式中：SWF[I]
cons...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯变变，卓拉，吴普特，杨西，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：