火力发电行业水足迹量化及水资源短缺评价研究 ——以张掖市为例

论文摘要

水资源作为人类生存的基础,为人类生活提供了重要的资源,为生态系统的可持续发展做出了贡献。世界上有近40亿的人口目前生活的地区会发生至少数月的干旱。人口的不断增长、城镇化进程的加速和城市的工业化加剧,造成了水资源使用的不断上升,再加上不合理利用水资源引起的污染问题逐年严重,水资源问题不容忽视。因此,水资源日益突出的供需问题关系到社会经济的稳定发展,甚至关系到一个国家和民族的安全。由于水资源缺乏,污染严重和不合理利用,水资源紧张已成为限制世界经济和社会发展的重要因素,中国的水资源更是极为紧缺。中国水资源存在着水污染问题严重、水资源过度开发、用水浪费现象严重等现实问题。解决水资源不足的现实问题,主要有两个途径:一种是从实体水的角度着手,利用国家制定的水资源保护政策、建立水利工程跨省调水、淡化海水、工业的污水回收使用、提高用水效率等手段实现水资源的开源节流及重分配;另一种是通过虚拟水的辅助调节来解决水资源短缺。研究表明,实体水的分配规划、调水工程、污水回用、改进用水效率等手段仍不能完全解决缺水地区的水资源短缺问题,需要从虚拟水方面协助解决。虚拟水的相关研究,都需要以水足迹量化作为出发点。虚拟水战略是张掖市建设节水型社会的关键,水足迹量化对其虚拟水战略有着重要参考意义。传统水足迹测算方法主要针对农牧产品,对非农产品水足迹量化研究不足,特别是对非农产品中的蓝水、灰水的特殊性研究有待加强。本文引入混合生命周期评价模型和通用灰水模型,以干旱内陆河流域地区——黑河流域张掖市的典型工业——火力发电业为研究对象,开展工业产品水足迹量化研究。本文区分了工业产品中的蓝水和灰水足迹、直接和间接水足迹,并且区分了间接水足迹中本地和外地水足迹,为张掖市虚拟水战略提供了全面详细的数据。基于张掖市火力发电行业水足迹量化结果,本文还对张掖市火力发电业的水资源短缺情况做了相关研究。结果表明,张掖市火力发电行业的水足迹为16.73m3·GJ-1(即0.06m3·kwh-1)。其中,张掖市火力发电行业直接水足迹为16.36m3·GJ-1,占总的水足迹的97.8%,间接水足迹为0.37m3·GJ-1,占总水足迹的2.2%。89.6%主要来源于蓝水足迹,10.4%主要来源于灰水足迹,蓝水足迹是灰水足迹的9倍。张掖市火力发电行业的水量性指标Iblue平均值为4.11,远大于重度缺水的阈值2,存在水量性缺水问题。水质性缺水Igrey方面,平均值为0.48。基于以上结果,得出具体结论如下:（1）直接水足迹占用依然是张掖市火力发电行业的节水重点。其中火力发电过程和废水排放过程是张掖市火力发电行业水足迹消耗的重中之重;“看不见”的间接水足迹在火力发电行业也占有一定的比例,煤炭的采掘和洗选过程虽然水足迹消耗比例不大,但是这也将成为水资源管理、节水工程给予重视的关键点,也是本次研究的重点。（2）火力发电过程和污水排放过程消耗大量的水,原料和设备的水足迹占用较大是其中的关键。从不同的生命周期阶段分析,火力发电阶段是张掖市火力发电行业的水资源管理的重点循环水排污水进行了综合利用,已达到减少灰水足迹的目的。（3）环保能源发电量的增加,张掖市火力发电业水足迹近年来有所减少。2011年之前,张掖市发电行业以火力发电为主,水足迹占用较大,2011年后张掖市水力以及环保能源发电优势明显,火力发电发电量下降,所以2011年以后张掖市火力发电行业的水足迹有所下降。（4）张掖市火力发电业属于严重缺水行业。2008—2017年张掖市火力发电行业的Iblue平均值为4.11,远大于重度缺水的阈值2,存在水量性缺水问题,属于重度缺水行业。水质性缺水Igrey方面,平均值为0.48,说明张掖市还未达到水质性缺水状况,但是已达到阈值的一半,张掖市需要关注火力发电行业的水质性缺水状况。我们希望通过对张掖市水资源足迹量化和水资源短缺的研究,为张掖市虚拟水战略和节水工程提供有价值的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
•   1.1 选题背景
•   1.2 研究意义和目的
•     1.2.1 研究意义
•     1.2.2 研究目的
•   1.3 研究进展
•     1.3.1 水足迹量化研究进展
•     1.3.2 混合生命周期评价研究进展
•     1.3.3 灰水足迹研究进展
•   1.4 研究思路
•     1.4.1 研究方法
•     1.4.2 研究路线
• 2 理论基础与方法模型
•   2.1 理论基础
•     2.1.1 生命周期评价
•     2.1.2 基于生命周期评价的水足迹评价
•     2.1.3 混合生命周期评价
•     2.1.4 灰水足迹研究方法
•     2.1.5 水资源短缺评价
•   2.2 方法模型
•     2.2.1 水足迹量化模型
•     2.2.2 水资源短缺评价模型
• 3 张掖市火力发电行业水足迹量化研究
•   3.1 研究区概况
•   3.2 张掖市火力发电行业水足迹量化
•     3.2.1 张掖市火力发电业生命周期评价
•     3.2.2 改进的火力发电行业间接水足迹计算方法
•     3.2.3 数据来源
•   3.3 张掖市火力发电行业水足迹量化结果分析
•     3.3.1 直接水足迹分析
•     3.3.2 间接水足迹分析
•     3.3.3 张掖市火力发电行业水足迹历史变化
•   3.4 本章小结
• 4 张掖市火力发电行业水资源短缺评价
•   4.1 数据来源
•   4.2 张掖市火力发电行业水资源短缺评价
•   4.3 本章小结
• 5 结论与政策建议
•   5.1 主要结论
•   5.2 政策建议
•   5.3 不足与展望
• 参考文献
• 在读期间参加的科研项目
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王浩

导师: 马忠

关键词: 水足迹,火力发电业,混合生命周期,投入产出

来源: 西北师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 资源科学,水利水电工程

单位: 西北师范大学

分类号: TV213.4

DOI: 10.27410/d.cnki.gxbfu.2019.000271

总页数: 57

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