CN106815777A - 一种评价实体水与虚拟水转化的方法及装置 - Google Patents

一种评价实体水与虚拟水转化的方法及装置 Download PDF

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刘俊国
张信信
赵旭
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Abstract

本发明公开了一种评价实体水与虚拟水转化的方法及装置。该方法包括：获取预设地区的各经济部门的实体水耗水；根据所述实体水耗水，基于投入产出模型确定所述各经济部门的实体水与虚拟水转移矩阵；根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述各经济部门之间的实体水耗水与虚拟水耗水的转化量。本发明可以定量评价各经济部门之间的实体水与虚拟水的转化量，进而深入理解水资源在经济社会系统中的流动过程与特性，为研究社会水循环提供了新的思路，为产业结构调整和水资源的综合调控管理提供了科学依据。

Description

一种评价实体水与虚拟水转化的方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及水资源评价与管理技术，尤其涉及一种评价实体水与虚拟水转化的方法及装置。
背景技术
水资源短缺问题已成为影响越来越多的国家和地区可持续发展的“瓶颈”。为了应对水资源短缺问题，目前采取的一些措施，比如跨流域调水工程，大坝建设工程等，并不能完全解决区域的水资源问题。尤其是在经济全球化的背景下，产品的自由竞争和区域发展的不均衡性进一步加剧了水资源匮乏地区的用水供需矛盾。仅仅通过调控实体水资源已无法解决这种矛盾。
英国学者Allan首次提出虚拟水的概念，指出水资源匮乏地区可以通过进口水密集型产品来缓解当地的水资源短缺问题。虚拟水概念的提出拓展了水文水资源的范畴，为解决水资源问题提供了新的方法。虚拟水衡量的是经济社会系统在生产产品和提供服务过程中需要耗用的水资源。在经济社会系统中，水资源的利用与产业用水结构之间存在着密切联系。实体水进入经济部门用于生产，产品进入社会被消费，从生产到消费的过程实现了水资源从实体水向虚拟水转化的过程。因此，为了了解水资源在经济社会系统中的流动过程与特性，研究实体水与虚拟水转化，已经成为现有的研究方向和重点。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种评价实体水与虚拟水转化的方法及装置，以深入理解水资源在经济社会系统中的流动过程与特性，为产业结构调整和水资源的综合调控管理提供科学依据。
第一方面，本发明实施例提供了一种评价实体水与虚拟水转化的方法，所述方法包括：
获取预设地区的各经济部门的实体水耗水；
根据所述实体水耗水，基于投入产出模型确定所述各经济部门的实体水与虚拟水转移矩阵；
根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述各经济部门之间的实体水耗水与虚拟水耗水的转化量。
进一步地，根据所述实体水耗水，基于投入产出模型计算所述各经济部门的实体水与虚拟水转移矩阵包括：
根据所述实体水耗水，按照如下公式确定各经济部门的实体水耗水与虚拟水耗水的关系：
其中，VW为各经济部门的虚拟水耗水向量，PW为各经济部门的实体水耗水向量，X为各经济部门的总产出向量，I为单位矩阵；A＝[αij]为技术系数矩阵，αij表示第j经济部门对第i经济部门产品的直接消耗系数，(I-A)-1是里昂惕夫逆矩阵，Y为各经济部门的最终需求向量；
根据所述实体水耗水与虚拟水耗水的关系，按照如下公式确定实体水与虚拟水转移矩阵：
其中，VWii为第i经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量；VWij(i≠j)为第i经济部门生产第j经济部门所需的产品或服务所消耗的虚拟水量，PWi为第i经济部门的实体水耗水，Xi为第i经济部门的总产出，Lij是所述里昂惕夫逆矩阵中第i行第j列的元素，Yi为第i经济部门的最终需求。
进一步地，根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述各经济部门之间的实体水耗水与虚拟水耗水的转化量包括：
根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述预设地区的一个经济部门的实体水耗水转化为该经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量，以及该经济部门生产其他经济部门所需的产品或服务所消耗的虚拟水量；和/或
根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述预设地区的一个经济部门的虚拟水耗水来自该经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量，以及其他经济部门的产品作为原料提供给该经济部门用于生产直接被社会消费的产品或服务所需要消耗的虚拟水量。
进一步地，所述实体水包括地表水和地下水；所述虚拟水定义为生产产品和服务所需要的水资源；所述实体水耗水定义为实体水进入经济部门用于生产时，在生产过程中所消耗的、不可再回收继续利用的水资源量；所述虚拟水耗水定义为社会直接消费某种产品或服务时，在生产该产品或服务过程中投入的所有原料、辅助材料和能源隐含的虚拟水量。
第二方面，本发明实施例还提供了一种评价实体水与虚拟水转化的装置，所述装置包括：
实体水耗水获取模块，用于获取预设地区的各经济部门的实体水耗水；
转移矩阵确定模块，用于根据所述实体水耗水，基于投入产出模型确定所述各经济部门的实体水与虚拟水转移矩阵；
转化量确定模块，用于根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述各经济部门之间的实体水耗水与虚拟水耗水的转化量。
进一步地，所述转移矩阵确定模块具体用于：
根据所述实体水耗水，按照如下公式确定各经济部门的实体水耗水与虚拟水耗水的关系：
其中，VW为各经济部门的虚拟水耗水向量，PW为各经济部门的实体水耗水向量，X为各经济部门的总产出向量，I为单位矩阵；A＝[αij]为技术系数矩阵，αij表示第j经济部门对第i经济部门产品的直接消耗系数，(I-A)-1是里昂惕夫逆矩阵，Y为各经济部门的最终需求向量；
根据所述实体水耗水与虚拟水耗水的关系，按照如下公式确定实体水与虚拟水转移矩阵：
其中，VWii为第i经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量；VWij(i≠j)为第i经济部门生产第j经济部门所需的产品或服务所消耗的虚拟水量，PWi为第i经济部门的实体水耗水，Xi为第i经济部门的总产出，Lij是所述里昂惕夫逆矩阵中第i行第j列的元素，Yi为第i经济部门的最终需求。
进一步地，所述转化量确定模块具体用于：
根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述预设地区的一个经济部门的实体水耗水转化为该经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量，以及该经济部门生产其他经济部门所需的产品或服务所消耗的虚拟水量；和/或
根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述预设地区的一个经济部门的虚拟水耗水来自该经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量，以及其他经济部门的产品作为原料提供给该经济部门用于生产直接被社会消费的产品或服务所需要消耗的虚拟水量。
进一步地，所述实体水包括地表水和地下水；所述虚拟水定义为生产产品和服务所需要的水资源；所述实体水耗水定义为实体水进入经济部门用于生产时，在生产过程中所消耗的、不可再回收继续利用的水资源量；所述虚拟水耗水定义为社会直接消费某种产品或服务时，在生产该产品或服务过程中投入的所有原料、辅助材料和能源隐含的虚拟水量。
本发明实施例的技术方案，通过获取预设地区的各经济部门的实体水耗水，并基于投入产出模型确定各经济部门的实体水与虚拟水转移矩阵，根据实体水与虚拟水转移矩阵确定各经济部门之间的实体水耗水与虚拟水耗水的转化量，可以定量评价各经济部门之间的实体水与虚拟水的转化量，进而深入理解水资源在经济社会系统中的流动过程与特性，为研究社会水循环提供了新的思路，为产业结构调整和水资源的综合调控管理提供了科学依据。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种评价实体水与虚拟水转化的方法的流程图；
图2是本发明实施例二提供的一种评价实体水与虚拟水转化的方法的流程图；
图3是本发明实施例二提供的评价实体水与虚拟水转化的方法中的转化结果的示意图；
图4是本发明实施例三提供的一种评价实体水与虚拟水转化的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种评价实体水与虚拟水转化的方法的流程图，本实施例可适用于定量评价实体水与虚拟水转化的情况，该方法可以由评价实体水与虚拟水转化的装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件来实现，一般可集成在计算机中，该方法具体包括如下步骤：
步骤110，获取预设地区的各经济部门的实体水耗水。
可以根据预设地区(如一个省份)的水资源使用的统计数据，计算该预设地区中每个经济部门的实体水耗水。
其中，实体水包括地表水和地下水，如江、河湖水和浅层地下水等。因此，实体水耗水定义为实体水进入经济部门用于生产时，在生产过程中所消耗的、不可再回收继续利用的水资源量。
步骤120，根据所述实体水耗水，基于投入产出模型确定所述各经济部门的实体水与虚拟水转移矩阵。
其中，投入产出模型是根据投入产出原理建立的一类数学模型，其中最常用的是静态投入产出模型。投入是指从事一项经济活动的消耗；产出是指从事经济活动的结果。在本实施例中，投入产出模型是根据实体水耗水来得到虚拟水耗水的模型，投入是指实体水耗水，产出是指虚拟水耗水。投入产出模型可以是单区域投入产出模型。
将各经济部门的实体水耗水输入所述投入产出模型，得到各经济部门的虚拟水耗水。
虚拟水是指生产产品和服务所需要的水资源，是以“虚拟”的形式隐含在产品或服务中的“看不见”的水，也称之为“嵌入水”。因此，虚拟水耗水定义为社会直接消费某种产品或服务时，在生产该产品或服务过程中投入的所有原料、辅助材料和能源等隐含的虚拟水量。
其中，根据所述实体水耗水，基于投入产出模型计算所述各经济部门的实体水与虚拟水转移矩阵可选包括：
根据所述实体水耗水，按照如下公式确定各经济部门的实体水耗水与虚拟水耗水的关系：
其中，VW为各经济部门的虚拟水耗水向量，PW为各经济部门的实体水耗水向量，X为各经济部门的总产出向量，I为单位矩阵；A＝[αij]为技术系数矩阵，αij表示第j经济部门对第i经济部门产品的直接消耗系数，(I-A)-1是里昂惕夫逆矩阵，Y为各经济部门的最终需求向量；
根据所述实体水耗水与虚拟水耗水的关系，按照如下公式确定实体水与虚拟水转移矩阵：
其中，VWii为第i经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量；VWij(i≠j)为第i经济部门生产第j经济部门所需的产品或服务所消耗的虚拟水量，PWi为第i经济部门的实体水耗水，Xi为第i经济部门的总产出，Lij是所述里昂惕夫逆矩阵中第i行第j列的元素，Yi为第i经济部门的最终需求。
里昂惕夫逆矩阵(Leontief Inverse Matrix)是投入产出模型中的核心矩阵，也称为完全需要系数矩阵。Y为最终需求向量，反映的是第i经济部门的产品作为最终需求的消耗量，最终需求包括农村消费、城镇消费、政府消费、资本总额形成和出口五种类型。
根据所述实体水耗水与虚拟水耗水的关系，即对公式(1)进行变形得到公式(2)，为实体水与虚拟水转移矩阵，Yi为第i经济部门的最终需求，反映的是第i经济部门的产品作为最终需求的消耗量。
步骤130，根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述各经济部门之间的实体水耗水与虚拟水耗水的转化量。
由于实体水与虚拟水转移矩阵明确了各个经济部门之间的实体水与虚拟水的转移量，所以根据实体水与虚拟水转移矩阵可以明确的确定一个经济部门的实体水耗水的流向，即一部分转化为该经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量，一部分转化为该经济部门生产该预设地区中的除该经济部门外的其他经济部门所需的产品或服务需要消耗的虚拟水量。通过实体水与虚拟水转移矩阵，可以定量确定实体水耗水与虚拟水耗水的转化量。
对于一个预设地区来说，总的实体水耗水等于总的虚拟水耗水，即该预设地区的所有经济部门的实体水耗水等于所有经济部门的虚拟水耗水，可表示如下：
其中，PWi为第i经济部门的实体水耗水量，VWi为第i经济部门的虚拟水耗水量。
其中，根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述各经济部门之间的实体水耗水与虚拟水耗水的转化量可选包括：
根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述预设地区的一个经济部门的实体水耗水转化为该经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量，以及该经济部门生产其他经济部门所需的产品或服务所消耗的虚拟水量；和/或
根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述预设地区的一个经济部门的虚拟水耗水来自该经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量，以及其他经济部门的产品作为原料提供给该经济部门用于生产直接被社会消费的产品或服务所需要消耗的虚拟水量。
从生产角度看，当实体水进入某经济部门用于生产时，在生产过程中，被消耗的实体水将全部转化成虚拟水，以虚拟水的形式隐含在生产的产品或提供的服务过程中。其中，一部分产品或服务将直接被社会消费，另一部分产品或服务将作为原料、辅助材料等进入其他经济部门用于生产产品与提供服务并最终被社会消费。因此，对于一个经济部门来说，实体水耗水包括两部分，可表示为：
其中，PWi为第i经济部门的实体水耗水量，VWii为第i经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量，VWij(i≠j)为第i经济部门生产第j经济部门所需的产品或服务需要消耗的虚拟水量。即将实体水与虚拟水转移矩阵中的第i行加起来即是第i经济部门的实体水耗水，并且通过该实体水与虚拟水转移矩阵，可以明确确定第i经济部门的实体水耗水转化为该预设地区的各个经济部门的虚拟水耗水的量。
从消费角度看，社会能够直接消费的产品或服务不仅需要经济部门自身的投入，同时还需要其他经济部门提供该经济部门生产所需的原料、辅助材料、能源等等。因此，对于一个经济部门来说，其虚拟水耗水来自两部分，可表示为：
其中，VWi为第i经济部门的虚拟水耗水量，VWii为第i经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量，VWji(i≠j)为第j经济部门的产品作为原料提供给i部门用于生产直接被社会消费的产品或服务所需要消耗的虚拟水量。即将实体水与虚拟水转移矩阵的第i列加起来即是第i经济部门的虚拟水耗水量，并且通过该实体水与虚拟水转移矩阵，可以明确确定第i经济部门的虚拟水耗水来自该预设地区的各个经济部门的虚拟水耗水的量。
本实施例的技术方案，通过获取预设地区的各经济部门的实体水耗水，并基于投入产出模型确定各经济部门的实体水与虚拟水转移矩阵，根据实体水与虚拟水转移矩阵确定各经济部门之间的实体水耗水与虚拟水耗水的转化量，可以定量评价各经济部门之间的实体水与虚拟水的转化量，进而深入理解水资源在经济社会系统中的流动过程与特性，为研究社会水循环提供了新的思路，为产业结构调整和水资源的综合调控管理提供了科学依据。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种评价实体水与虚拟水转化的方法的流程图，本实施例是在上述实施例基础上的一个实例，本实施例以预设地区为河北省来评价实体水与虚拟水的转化，该方法具体包括如下步骤：
步骤210，获取河北省各经济部门的实体水耗水；
根据《河北省水资源公报》和第一次全国经济普查获得河北省农业、工业和服务业的30个经济部门的实体水耗水。30个经济部门分别是：农林牧渔业、煤炭开采和洗选业、石油和天然气开采业、金属矿采选业、非金属矿及其他矿采选业、食品制造及烟草加工业、纺织业、纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品业、木材加工及家具制造业、造纸印刷及文教体育用品制造业、石油加工和炼焦及核燃料加工业、化学工业、非金属矿物制品业、金属冶炼及压延加工业、金属制品业、通用及专用设备制造业、交通运输设备制造业、电气机械及器材制造业、通信设备和计算机及其他电子设备制造业、仪器仪表及文化办公用机械制造业、其他制造业、电力和热力的生产和供应业、燃气及水生产和供应业、建筑业、交通运输及仓储业、批发和零售业、住宿和餐饮业、房地产业和社会服务业、研究与试验发展业、其他服务业。
步骤220，计算河北省各经济部门的虚拟水耗水。
首先将河北省的单区域投入产出表合并成30个经济部门，基于合并后的投入产出表计算河北省30个经济部门的虚拟水耗水。
步骤230，计算河北省的实体水与虚拟水转移矩阵。
步骤240，确定河北省的各经济部门间的实体水耗水与虚拟水耗水的转化量。
2007年河北省总的实体水耗水为108.9亿m3，其中农业部门占69.3％，工业部门占到25.8％，服务业占到4.9％。总的虚拟水耗水等于实体水耗水，为108.9亿m3，其中农业部门占43.1％，工业部门占到46.8％，服务业占到10.1％。
河北省实体水耗水排名前五的经济部门是：农林牧渔业(69.3％)、电力和热力的生产和供应业(12.3％)、金属冶炼及压延加工业(3.7％)、其他服务业(2.7％)、金属矿采选业(1.8％)。虚拟水耗水排名前五的经济部门是：农林牧渔业(43.1％)、食品制造及烟草加工业(15.3)、金属冶炼及压延加工业(7.4％)、其他服务业(5.4％)、纺织业(5.4％)。
以农林牧渔业为例，该经济部门的实体水耗水为75.4亿m3，这些实体水转化成虚拟水后，只有61％(46亿m3)的虚拟水用于自身部门生产能直接被社会消费的产品，而剩余39％的虚拟水用于提供其他经济部门生产需要的原料等，例如，20％的虚拟水提供给食品制造及烟草加工业。农林牧渔业的虚拟水耗水为46.9亿m3，其中98％(46亿m3)的虚拟水耗水来自自身部门的实体水转化而来，1.2％的虚拟水耗水来自电力、热力的生产和供应业提供给农林牧渔业生产所需的能源。河北省30个经济部门间的实体水与虚拟水转化过程及流向，如图3所示。图3是本发明实施例二提供的评价实体水与虚拟水转化的方法中的转化结果的示意图。如图3和表1-3所示，一个经济部门的实体水耗水可以转化为该经济部门的虚拟水耗水和其他经济部门的虚拟水耗水，其中，A代表农林牧渔业、B代表煤炭开采和洗选业、C代表石油和天然气开采业、D代表金属矿采选业、E代表非金属矿及其他矿采选业、F代表食品制造及烟草加工业、G代表纺织业、H代表纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品业、I代表木材加工及家具制造业、J代表造纸印刷及文教体育用品制造业、K代表石油加工和炼焦及核燃料加工业、L代表化学工业、M代表非金属矿物制品业、N代表金属冶炼及压延加工业、O代表金属制品业、P代表通用及专用设备制造业、Q代表交通运输设备制造业、R代表电气机械及器材制造业、S代表通信设备和计算机及其他电子设备制造业、T代表仪器仪表及文化办公用机械制造业、U代表其他制造业、V代表电力和热力的生产和供应业、W代表燃气及水生产和供应业、X代表建筑业、Y代表交通运输及仓储业、Z代表批发和零售业、Z1代表住宿和餐饮业、Z2代表房地产业和社会服务业、Z3代表研究与试验发展业、Z4其他服务业。表1-3综合给出了与图3所对应的各个经济部门之间的具体的实体水与虚拟水的转移量，即所述实体水与虚拟水转移矩阵。
表1河北省部分经济部门之间的实体水与虚拟水的转移量
A B C D E F G H I J
A 459990 189 111 11 52 149975 49154 19236 9493 4349
B 228 1305 23 2 7 317 190 81 97 67
C 27 1 388 1 0 18 8 4 5 3
D 280 11 43 165 3 143 57 41 59 22
E 10 0 1 0 92 13 6 3 5 1
F 323 0 1 0 0 6575 188 118 13 6
G 5 0 1 0 0 17 3140 401 9 5
H 6 1 2 0 0 15 127 3215 8 12
I 1 0 0 0 0 1 5 1 158 2
J 216 5 9 0 3 974 236 170 98 4750
K 87 3 13 1 1 64 28 17 18 8
L 1115 14 18 3 5 796 539 237 531 130
M 11 1 4 0 14 77 26 9 14 1
N 82 23 90 1 5 116 55 46 104 38
O 12 1 2 0 1 35 13 9 26 5
P 16 1 2 0 1 13 7 8 5 2
Q 4 1 2 0 1 10 5 4 4 1
R 3 1 1 0 0 5 3 3 3 1
S 1 0 0 0 0 2 1 1 1 0
T 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0
U 1 0 0 0 0 2 2 1 0 2
V 5853 373 618 50 122 6468 4551 1964 2107 1374
W 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0
X 53 1 3 0 0 24 10 6 3 1
Y 72 5 4 1 2 116 46 29 31 14
Z 91 5 7 1 3 198 106 74 27 22
Z1 93 7 12 1 2 142 63 51 35 18
Z2 63 9 11 1 2 276 93 47 67 14
Z3 37 10 73 0 1 55 23 15 17 9
Z4 179 26 45 1 6 287 160 122 82 37
表2河北省部分经济部门之间的实体水与虚拟水的转移量
K L M N O P Q R S T U
A 578 9802 2635 5236 321 2169 768 968 116 34 789
B 585 449 828 1567 60 348 91 122 17 3 15
C 424 36 59 216 6 28 9 12 2 0 1
D 58 170 409 13766 292 1184 381 531 69 14 43
E 3 81 202 34 1 6 4 7 1 0 1
F 3 75 12 23 2 9 4 5 1 0 3
G 2 29 16 17 2 15 11 6 1 0 32
H 5 14 21 41 2 21 12 9 1 0 20
I 0 1 2 1 0 2 1 0 0 0 0
J 27 308 319 222 32 158 42 90 15 3 13
K 2139 98 110 890 21 114 35 49 5 1 4
L 154 10148 717 723 43 248 146 363 47 4 24
M 7 39 3068 85 3 17 8 44 2 1 2
N 120 246 454 29393 553 2370 797 1110 120 28 46
O 4 16 91 213 403 292 66 78 7 1 22
P 4 12 81 71 4 1793 33 9 1 1 1
Q 4 11 100 40 3 23 1211 6 0 0 1
R 3 7 34 28 2 31 7 778 3 1 0
S 1 2 3 6 0 9 1 14 220 2 0
T 1 2 2 5 0 2 0 1 0 31 0
U 0 3 3 10 1 7 1 2 0 0 42
V 1526 7591 7929 24893 1204 6682 2079 2405 385 70 394
W 1 1 2 10 0 1 1 1 0 0 0
X 6 9 9 21 1 9 3 3 0 0 1
Y 34 78 136 375 16 104 33 40 5 2 5
Z 63 87 190 427 25 161 67 80 9 3 10
Z1 33 140 135 243 16 146 39 51 6 5 11
Z2 33 194 157 240 13 116 54 66 6 3 9
Z3 113 186 108 703 21 187 231 105 18 16 3
Z4 105 260 317 869 38 306 92 118 17 5 15
表3河北省部分经济部门之间的实体水与虚拟水的转移量
本实施例的技术方案，通过以河北省为例，介绍了各经济部门间的实体水与虚拟水的转化。
实施例三
图4是本发明实施例三提供的一种评价实体水与虚拟水转化的装置的结构示意图，如图4所示，本发明实施例提供的评价实体水与虚拟水转化的装置包括：实体水耗水获取模块410、转移矩阵确定模块420和转化量确定模块430。
其中，实体水耗水获取模块，用于获取预设地区的各经济部门的实体水耗水；
转移矩阵确定模块，用于根据所述实体水耗水，基于投入产出模型确定所述各经济部门的实体水与虚拟水转移矩阵；
转化量确定模块，用于根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述各经济部门之间的实体水耗水与虚拟水耗水的转化量。
可选的，所述转移矩阵确定模块具体用于：
根据所述实体水耗水，按照如下公式确定各经济部门的实体水耗水与虚拟水耗水的关系：
其中，VW为各经济部门的虚拟水耗水向量，PW为各经济部门的实体水耗水向量，X为各经济部门的总产出向量，I为单位矩阵；A＝[αij]为技术系数矩阵，αij表示第j经济部门对第i经济部门产品的直接消耗系数，(I-A)-1是里昂惕夫逆矩阵，Y为各经济部门的最终需求向量；
根据所述实体水耗水与虚拟水耗水的关系，按照如下公式确定实体水与虚拟水转移矩阵：
其中，VWii为第i经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量；VWij(i≠j)为第i经济部门生产第j经济部门所需的产品或服务所消耗的虚拟水量，PWi为第i经济部门的实体水耗水，Xi为第i经济部门的总产出，Lij是所述里昂惕夫逆矩阵中第i行第j列的元素，Yi为第i经济部门的最终需求。
可选的，所述转化量确定模块具体用于：
根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述预设地区的一个经济部门的实体水耗水转化为该经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量，以及该经济部门生产其他经济部门所需的产品或服务所消耗的虚拟水量；和/或
根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述预设地区的一个经济部门的虚拟水耗水来自该经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量，以及其他经济部门的产品作为原料提供给该经济部门用于生产直接被社会消费的产品或服务所需要消耗的虚拟水量。
可选的，所述实体水包括地表水和地下水；所述虚拟水定义为生产产品和服务所需要的水资源；所述实体水耗水定义为实体水进入经济部门用于生产时，在生产过程中所消耗的、不可再回收继续利用的水资源量；所述虚拟水耗水定义为社会直接消费某种产品或服务时，在生产该产品或服务过程中投入的所有原料、辅助材料和能源隐含的虚拟水量。
上述评价实体水与虚拟水转化的装置可执行本发明任意实施例所提供的评价实体水与虚拟水转化的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例提供的评价实体水与虚拟水转化的方法。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种评价实体水与虚拟水转化的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取预设地区的各经济部门的实体水耗水；
根据所述实体水耗水，基于投入产出模型确定所述各经济部门的实体水与虚拟水转移矩阵；
根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述各经济部门之间的实体水耗水与虚拟水耗水的转化量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述实体水耗水，基于投入产出模型计算所述各经济部门的实体水与虚拟水转移矩阵包括：
根据所述实体水耗水，按照如下公式确定各经济部门的实体水耗水与虚拟水耗水的关系：
V W = P W X ( I - A ) - 1 Y
其中，VW为各经济部门的虚拟水耗水向量，PW为各经济部门的实体水耗水向量，X为各经济部门的总产出向量，I为单位矩阵；A＝[αij]为技术系数矩阵，αij表示第j经济部门对第i经济部门产品的直接消耗系数，(I-A)-1是里昂惕夫逆矩阵，Y为各经济部门的最终需求向量；
根据所述实体水耗水与虚拟水耗水的关系，按照如下公式确定实体水与虚拟水转移矩阵：
其中，VWii为第i经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量；VWij(i≠j)为第i经济部门生产第j经济部门所需的产品或服务所消耗的虚拟水量，PWi为第i经济部门的实体水耗水，Xi为第i经济部门的总产出，Lij是所述里昂惕夫逆矩阵中第i行第j列的元素，Yi为第i经济部门的最终需求。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述各经济部门之间的实体水耗水与虚拟水耗水的转化量包括：
根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述预设地区的一个经济部门的实体水耗水转化为该经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量，以及该经济部门生产其他经济部门所需的产品或服务所消耗的虚拟水量；和/或
根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述预设地区的一个经济部门的虚拟水耗水来自该经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量，以及其他经济部门的产品作为原料提供给该经济部门用于生产直接被社会消费的产品或服务所需要消耗的虚拟水量。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述实体水包括地表水和地下水；所述虚拟水定义为生产产品和服务所需要的水资源；所述实体水耗水定义为实体水进入经济部门用于生产时，在生产过程中所消耗的、不可再回收继续利用的水资源量；所述虚拟水耗水定义为社会直接消费某种产品或服务时，在生产该产品或服务过程中投入的所有原料、辅助材料和能源隐含的虚拟水量。
5.一种评价实体水与虚拟水转化的装置，其特征在于，所述装置包括：
实体水耗水获取模块，用于获取预设地区的各经济部门的实体水耗水；
转移矩阵确定模块，用于根据所述实体水耗水，基于投入产出模型确定所述各经济部门的实体水与虚拟水转移矩阵；
转化量确定模块，用于根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述各经济部门之间的实体水耗水与虚拟水耗水的转化量。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述转移矩阵确定模块具体用于：
根据所述实体水耗水，按照如下公式确定各经济部门的实体水耗水与虚拟水耗水的关系：
V W = P W X ( I - A ) - 1 Y
其中，VW为各经济部门的虚拟水耗水向量，PW为各经济部门的实体水耗水向量，X为各经济部门的总产出向量，I为单位矩阵；A＝[αij]为技术系数矩阵，αij表示第j经济部门对第i经济部门产品的直接消耗系数，(I-A)-1是里昂惕夫逆矩阵，Y为各经济部门的最终需求向量；
根据所述实体水耗水与虚拟水耗水的关系，按照如下公式确定实体水与虚拟水转移矩阵：
其中，VWii为第i经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量；VWij(i≠j)为第i经济部门生产第j经济部门所需的产品或服务所消耗的虚拟水量，PWi为第i经济部门的实体水耗水，Xi为第i经济部门的总产出，Lij是所述里昂惕夫逆矩阵中第i行第j列的元素，Yi为第i经济部门的最终需求。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述转化量确定模块具体用于：
根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述预设地区的一个经济部门的实体水耗水转化为该经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量，以及该经济部门生产其他经济部门所需的产品或服务所消耗的虚拟水量；和/或
根据所述实体水与虚拟水转移矩阵，确定所述预设地区的一个经济部门的虚拟水耗水来自该经济部门生产社会直接消费的产品或服务所消耗的虚拟水量，以及其他经济部门的产品作为原料提供给该经济部门用于生产直接被社会消费的产品或服务所需要消耗的虚拟水量。
8.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述实体水包括地表水和地下水；所述虚拟水定义为生产产品和服务所需要的水资源；所述实体水耗水定义为实体水进入经济部门用于生产时，在生产过程中所消耗的、不可再回收继续利用的水资源量；所述虚拟水耗水定义为社会直接消费某种产品或服务时，在生产该产品或服务过程中投入的所有原料、辅助材料和能源隐含的虚拟水量。
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CN111445152A (zh) * 2020-03-31 2020-07-24 广西大学 一种核算电力系统虚拟水传输方法及系统
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