[发明专利]带反馈变量的二层水资源效率评价方法

说明书

本发明涉及水资源效率评估领域，公开了一种带反馈变量的二层水资源效率评价方法，用以提高水资源效率评估的精确度。步骤包括：先根据评价的目的定义决策单元的评价指标；再根据评价指标构建带反馈变量的二层规划模型，所述反馈变量为污水处理产生的再使用水进入水使用子系统的水量；再基于二层规划模型的最优解定义相应的系统成本效率公式；再收集各决策单元同一时间节点的指标数据，并将指标数据带入二层规划模型中进行求解,并将所得的最优解带入效率公式中，计算出各决策单元水使用子系统的成本效率值、污水处理子系统的成本效率值以及整个水系统的成本效率值；最后解释计算的效率值含义，分析其中原因。本发明适用于水资源效率评估。

技术领域

本发明涉及水资源效率评估领域，尤其涉及带反馈变量的二层水资源效率评价方法。

背景技术

水资源是自然生态系统的重要资源，也是为人类经济和社会系统发展提供物质资源的重要基础。对水的需求几乎与国民经济的各个方面有关，如工业、农业、建筑和居住生活。近年来，作为世界上人口最多的国家，中国经济的快速增长和城市化带来了巨大的用水量，干净的水对于可持续的经济和社会发展至关重要。然而，近几十年来，人口的不断增长和经济的快速发展已经造成了不利的环境影响，包括缺水问题和严重的水污染。此外，水浪费现象严重，并且水的使用效率极低，这进一步加剧了水危机。幸运的是，许多人已经注意到这个问题，并且已经意识到整个水系统不仅涉及到水的使用，而且还涉及到废水的处理。因此，评价水的使用效率和废水处理的效率已成为一个迫切而必要的问题，并提出相应的解决方案。

在水资源效率评价方面专利CN106022975A采用传统的评价方法(AHP、熵值法、投影寻踪等)分别进行单独的效率评价，按照线性加权得到最终效率评价结果；专利CN103366089A直接用年度水使用量/IT设备的实际能耗的比值来衡量水资源使用效率；专利CN107767048A采用水资源层次化配置方法，能够实现供水规划合理进而能够提高用水效率，节约水资源。在污水处理方面，大多专利都是设计污水处理装置，或者具体的污水处理系统。例如,专利107540034A提供了一种污水处理装置,其能够加快污水中微生物、难以生物降解的有机物、矿物质、病原体等加快分解，以实现水质净化的目的；专利CN107842089A设计了一种基于绿色建筑的水资源循环系统解决污水问题；专利103577676A采用灰色加权法对污水处理工艺进行评价。如今，我们面对的现实问题是如何用一种高效而又合理的方法去将水的使用和污水处理结合起来评估整个水系统的效率，从而为决策者找到解决目前水资源困境的方法。而现有的专利未能结合具体的评价指标，对整个系统进行相应的评价。

上述专利存在缺点是：模型缺乏辨别能力,对于水使用子系统中间不理想产出即污水没有被解决。对于污水处理子系统，没有将经过处理的可再使用的水很好的利用起来。并且所有的决策单元不能全部进行排序，对于有效的决策单元无法区分。导致原因：传统方法模型过于简单，只考虑了直接投入和直接产出，中间的变量没有被考虑进去，因此传统模型得到的结果有所偏差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种带反馈变量的二层水资源效率评价方法，用以提高水资源效率评估的精确度。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：带反馈变量的二层水资源效率评价方法，包括以下步骤：

步骤1：根据评价的目的定义决策单元的评价指标，所述评价指标包括水使用子系统投入指标、水使用子系统产出指标、污水处理子系统投入指标和污水处理子系统产出指标；

步骤2：根据所述评价指标构建带反馈变量的二层规划模型，所述反馈变量为污水处理产生的再使用水进入水使用子系统的水量；

步骤3：基于二层规划模型的最优解定义相应的系统成本效率公式，包括：水使用子系统的成本效率公式、污水处理子系统的成本效率公式以及整个水系统的成本效率公式；