一种基于混合生命周期的区域水足迹计算方法技术

本发明专利技术公开一种基于混合生命周期的区域水足迹计算方法，包括：建立基于混合生命周期的区域水足迹计算模型；确定和收集区域水足迹计算模型所需的数据；采用P

【技术实现步骤摘要】
一种基于混合生命周期的区域水足迹计算方法


[0001]本专利技术涉及一种基于混合生命周期的区域水足迹计算方法，属于混合生命 周期评估


技术介绍

[0002]社会水循环通量是创新认知社会水循环的“显性”切入点。社会水循环中大量 的水运移过程以“虚拟水”形式进行，虚拟水是社会水循环通量的主体。不断发展 完善的水足迹概念不仅包括实体水(蓝水)，也包括“看不见的”虚拟水(蓝水和 绿水)，还包括了污水(灰水、稀释水)，甚至还要考虑虚拟水流动的环境影 响。从目前看，水足迹指标及其计算模型是当前最能全面揭示区域社会水循环 通量的表征指标及方法。
[0003]一个区域的水足迹受自然和社会两大类因素的影响，生产/消费模式综合体 现了各种社会人文因素，从生产/消费角度分析社会水循环通量可较为直接地挖 掘通量演变与生产/消费模式之间的作用机理。目前，衡量区域虚拟水的方法不 是偏大就是偏小，尤其尚难对畜产品的真实水消耗做出较为准确的研判。LCA 技术的发展为虚拟水与实体水耦合的核算提供了有益的借鉴，特别是混合LCA 技术的发展为产品虚拟水测算提供了新思路，可在社会水循环通量核算中进行 创新应用。
[0004]现有的方法包括以下几种：
[0005]第一种：基于已有贸易数据的虚拟水流动量计算方法，该方法的前提是可 以直接获取区域间贸易数据，那么通过计算获取出口地区生产贸易产品所消耗 的水资源量后，就可以根据虚拟水流量基本表达式来计算区域间虚拟水流量。 基于贸易数据的虚拟水流动量计算方法是目前虚拟水流动最常用的方法，但仅 适用于对农畜产品的虚拟水贸易和消费量进行核算，难以研究工业产品的虚拟 水贸易和消费量，更难从整个国民经济系统把握各种产品虚拟水间的流动关系， 并且在衡量进出口贸易时存在重复计算的风险。
[0006]第二种：基于贸易平衡规则设置贸易路径条件的虚拟水流动量计算方法， 该方法主要用于缺乏区域间贸易数据的情况。以区域粮食虚拟水流动计算为例， 在缺乏粮食储存与区域间贸易数据时，粮食虚拟水流动的计算需要基于3个假 设∶(1)多年粮食储量不变原则，即当年生产的粮食全部为当年消费；(2) 社会公平性原则，即认为各区域人均粮食消费量相同；(3)外部不干扰原则， 即区域粮食虚拟水流动不受粮食进出口的影响。
[0007]第三种：基于投入产出表的虚拟水流动量计算方法，投入产出分析是由 Leontief于20世纪30年代研究并创立的一种反映经济系统各部分之间投入与产 出数量依存关系，广泛应用于经济分析、政策模拟、计划制定以及能源、水资 源、环境保护等的数量分析方法。水资源投入产出模型以其结构化数据和独特 的关联分析优势被越来越多地运用在虚拟水的研究当中。对于基于投入产出的 虚拟水流动量计算方法，在微观层面虽然不能计算出生产某种具体产品的虚拟 水，但可以在宏观产业层次上扩展到包括农产品、工业品和服务产品在内的所 有商品，更加直观得出各种产业需求关联以及区间贸易调水量。

技术实现思路

[0008]为了克服现有技术中的问题，本专利技术提供一种基于混合生命周期的区域水 足迹计算方法，该方法与传统的LCA方法相比，准确性和可靠度提高了30％。
[0009]本专利技术解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种基于混合生命周期的 区域水足迹计算方法，包括以下步骤：
[0010]步骤S1、建立基于混合生命周期的区域水足迹计算模型；
[0011]步骤S2、确定和收集区域水足迹计算模型所需的数据；
[0012]步骤S3、采用P
‑
LCA和EIO
‑
LCA方法，通过矩阵计算得到区域的农作物 产品水足迹、动物产品水足迹、工业用水水足迹和居民用水水足迹；
[0013]步骤S4、最后根据区域的农作物产品水足迹、动物产品水足迹、工业用水 水足迹和居民用水水足迹得到研究区的区域水足迹并确定其结构。
[0014]进一步的技术方案是，所述区域水足迹计算模型如下：
[0015]WF＝WFP+AWF+IWF+RWF
[0016]WFP＝WFP1+WFP2[0017]WFP1＝WFP
blue
+WFP
green
[0018]AWF＝(VWC
feed
+VWC
drink
+VWC
serve
)
×
P
[0019]式中：WF表示区域的总水足迹；IWF表示工业用水水足迹；RWF表示居 民用水水足迹；WFP表示作物生产水足迹；WFP1表示作物生产直接水足迹； WFP2表示作物生产间接水足迹；WFP
blue
表示作物生产水足迹
‑
蓝水足迹； WFP
green
表示作物生产水足迹
‑
绿水足迹；AWF表示动物水足迹，VWC
feed
、 VWC
drink
、VWC
serve
分别表示饲料、饮水以及清洁服务用水的水量；P表示动物 的产肉量。
[0020]进一步的技术方案是，所述区域水足迹计算模型所需的数据包括区域作物 田间生产过程中灌溉水资源消耗数据、区域雨水资源数据、工业用水消耗数据、 居民用水消耗数据、动物饲料的生产用水消耗数据、动物饮水用水消耗数据、 动物清洁服务用水消耗数据以及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数据。
[0021]进一步的技术方案是，所述步骤S2中数据通过生命周期清单分析得到各个 环节各个阶段中水资源消耗的输入与输出情况获取。
[0022]进一步的技术方案是，所述步骤S3中的矩阵如下：
[0023][0024]式中：A表示完全需求矩阵；A
ff
表示前台过程需求矩阵；A
pp
表示后台过程 需求矩阵；A
pf
表示前台过程到后台过程的上游投入产品矩阵；A
nf
表示上游到 后台系统的投入产品矩阵；A
nn
表示后台经济系统需求矩阵。
[0025]进一步的技术方案是，所述步骤S3中的计算公式为：
[0026][0027]N
EIO
＝R(I
‑
A)
‑1y
[0028]N
H
＝N
P
+N
EIO
[0029]式中：N
P
表示P
‑
LCA部分的水足迹；表示每单位产品消耗矩阵；表示 投入系数矩阵；表示最终需求向量；N
EIO
表示EIO
‑
LCA部分的水足迹；R表 示每单位产品消耗矩阵；A表示直接消耗系数矩阵；y表示最终需求向量；N
H
表示混合LCA分析的水足迹。
[0030]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的基于混合生命周期测算水足迹的 方法，通过构建水足迹模型，通过生命本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于混合生命周期的区域水足迹计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、建立基于混合生命周期的区域水足迹计算模型；步骤S2、确定和收集区域水足迹计算模型所需的数据；步骤S3、采用P
‑
LCA和EIO
‑
LCA方法，通过矩阵计算得到区域的农作物产品水足迹、动物产品水足迹、工业用水水足迹和居民用水水足迹；步骤S4、最后根据区域的农作物产品水足迹、动物产品水足迹、工业用水水足迹和居民用水水足迹得到研究区的区域水足迹并确定其结构。2.根据权利要求1所述的一种基于混合生命周期的区域水足迹计算方法，其特征在于，所述区域水足迹计算模型如下：WF＝WFP+AWF+IWF+RWFWFP＝WFP1+WFP2WFP1＝WFP
blue
+WFP
green
AWF＝(VWC
feed
+VWC
drink
+VWC
serve
)
×
P式中：WF表示区域的总水足迹；IWF表示工业用水水足迹；RWF表示居民用水水足迹；WFP表示作物生产水足迹；WFP1表示作物生产直接水足迹；WFP2表示作物生产间接水足迹；WFP
blue
表示作物生产水足迹
‑
蓝水足迹；WFP
green
表示作物生产水足迹
‑
绿水足迹；AWF表示动物水足迹，VWC
feed
、VWC
drink
、VWC
serve
分别表示饲料、饮水以及清洁服务用水的水量；P表示动物的产肉量。3.根据权利要求1所述的一种基于混合生命周期的区域水足迹计算方法，其特征在于，所述区域水足...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙爱华，张云蕾，吕廷波，张沛，谷新晨，邓晓雅，庞宁，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：