一种基于用水系统能值分析的用水效率评价方法与流程

技术特征：

1.一种基于用水系统能值分析的用水效率评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)构建用水系统能量系统图

所述用水系统能量系统图的构建包括以下步骤：

A.确定用水系统中的能量及物质来源、能量产出以及系统内部各组分间的作用过程；

B.绘制矩形，列出用水系统的能量及物质来源和能量产出，分别用符号表示绘制在所述的矩形边框以内或矩形边框以外；

C.确定步骤A所述系统内部各组分间的作用过程，并以各种能量符号图例绘制；

D.列出步骤C所述系统内部各组分间的作用过程中的水循环过程，及其伴随的能物流、货币流以及生态经济流的能量流动和物质转化关系；

E.绘制出用水系统能量系统图全图；先绘制出步骤B所述的矩形，然后绘制矩形边框外部的各部分图例，沿矩形边框周边排列；再绘制矩形边框以内各组分的图例，矩形边界内外各图例从投入到产出由左向右排列，得到所述的用水系统能量系统图；

(2)编制用水系统能值分析表

所述用水系统能值分析表的编制包括以下步骤：

a.根据步骤(1)构建的用水系统能量系统图，列出在该能量图中的能量及物质来源和能量产出项目，并按照能量及物质来源、能量产出项目的类别进行分类排列；

b.收集步骤a所述系统内所有物质、能源相应的物质量、能量以及能值转换率的原始数据；

c.将步骤b得到的各类物质量、能量转换为共同的能值单位，分类汇总列表即可得到用水系统能值分析表；

(3)用水系统能值总投入的分析

根据步骤(1)及步骤(2)的记录可知，用水系统能值总投入包括：可更新资源和不可更新资源，计算公式如下：

EMI＝EMI_R+EMI_N

式中，EMI为用水系统能值总投入；EMI_R可更新资源能值总投入；EMI_N为不可更新资源能值总投入；

(4)用水系统能值总产出的分析

用水系统能值产出包括正效益的产出，也包括污水排放造成的环境污染损失、污水处理给经济社会带来的经济损失、地表水过渡开发利用造成的水生生物减少损失、地下水超采造成的地面沉降损失造成的负效益产出，其计算公式如下：

EMY＝EMY_P-EMY_D

式中，EMY表示用水系统能值总产出；EMY_P表示用水系统产出正效益总能值；EMY_D表示用水系统产出负效益总能值；

所述的用水系统造成的负效益产出总能值EMY_D分析公式如下：

EMY_D＝EMY_DP+EMY_DS+EMY_DB+EMY_DF

式中，EMY_DP表示污水排放造成的环境污染损失能值；EMY_DS表示污水处理给经济社会带来的经济损失能值；EMY_DB表示地表水过度开发利用造成的水生生物减少能值；EMY_DF为地下水超采造成的地面沉降能值；

(5)用水系统能值净产出的分析

能值净产出为能值总产出与能值总投入之差，根据步骤(4)和步骤(5)所述的用水系统能值总投入和能值总产出可得，用水系统的能值净产出如下：

EMN＝EMI-EMY

式中，EMN表示用水系统能值净产出；

(6)用水系统单方水能值净产出的分析

根据用水系统的单方能值净产出REM(sej/m³)来表征用水系统的用水效率，公式如下：

$REM=\frac{EMN}{W}$

式中，REM表示用水系统的单方水能值净产出，W表示用水系统的用水总量(m³)。

2.根据权利要求1所述的基于用水系统能值分析的用水效率评价方法，其特征在于，步骤(1)所述的用水系统能量系统图包括工业用水系统能量系统图、农业用水系统能量系统图和生活用水系统能量系统图；步骤(2)所述的用水系统能值分析表包括工业用水系统能值分析表、农业用水系统能值分析表和生活用水系统能值分析表。

3.根据权利要求1所述的基于用水系统能值分析的用水效率评价方法，其特征在于，步骤(1)及步骤(2)所述的能量及物质来源包括可更新资源和不可更新资源。

4.根据权利要求1所述的基于用水系统能值分析的用水效率评价方法，其特征在于，步骤(2)c所述的各类物质量、能量与能值之间的转化公式如下：

EM＝τ×B

式中，EM表示能值(sej)，τ表示能值转换率(sej/J或sej/g)，B代表能量或物质的量(J或g)。

5.根据权利要求1所述的基于用水系统能值分析的用水效率评价方法，其特征在于，步骤(4)所述的用水系统能值产出中用水系统造成的负效益产出中，

所述的污水排放造成的环境污染损失能值EMY_DP的分析公式如下：

EMY_DP＝(τ_WA-τ_WB)×W_D

式中，τ_WA表示污染前水体能值转换率(sej/m³)；τ_WB表示污染后水体能值转换率(sej/m³)；W_D表示未经处理的污水直接排放量(m³)；

所述的污水处理给经济社会带来的经济损失能值EMY_DS的计算公式如下：

EMY_DS＝(τ_WP-τ_WT)×W_DT

式中，τ_WP表示处理前污水能值转换率(sej/m³)；τ_WT表示污水处理后的能值转换率(sej/m³)；W_DT表示污水处理量(m³)；

所述的地表水过渡开发利用造成的水生生物减少能值EMY_DB的计算公式如下：

EMY_DB＝N_DB×R_DB×τ_DB

式中，N_DB表示因地表水过度开发而减少的区域水生生物物种(S)；R_DB为水生生物物种活动面积占全球面积的比例；τ_DB为水生生物物种的能值转换率(sej/S)；

所述的地下水超采造成的底面沉降能值EMY_DF的计算公式如下：

EMY_DF＝H_DF×A_DF×ρ_DF×G_DF×τ_DF

式中，H_DF表示地下水超采造成的地面沉降高度(m)；A_DF表示地下水超采造成的地面沉降面积(m²)；ρ_DF表示沉降地面土壤密度(g/m³)；G_DF表示土壤相对于其周围环境的吉布斯自由能(J/g)；τ_DF表示土壤能值转换率(sej/J)。