[发明专利]基于敏感性的城市水-能-环耦合分析方法

权利要求书

1.一种基于敏感性的城市水-能-环耦合分析方法，其特征在于，所述方法耦合了水资源、能源、环境三大系统中的各类要素，建立以敏感性-行为响应为连接的环境驱动负反馈和经济发展正反馈的模型，所述模型包括敏感性-行为响应模块、水量平衡模块、能量守恒模块、环境响应模块、社会经济模块。

2.根据权利要求1所述的基于敏感性的城市水-能-环耦合分析方法，其特征在于，所述敏感性-行为响应模块中的敏感性V包括五个要素，五个要素分别为区域气候指数α、经济发展指数β、社会指数γ、城市经济发展状况指标E、城市的环境状况EE。

3.根据权利要求2所述的基于敏感性的城市水-能-环耦合分析方法，其特征在于，所述敏感性-行为响应模块中的敏感性V的函数方程如下所示：

此外，人类的行为反应受到敏感性V影响的同时也受到城市发展水平的限制，这两个要素决定了人类行动，城市发展水平包括生活用水需求Q_D、能源需求E_D和环境意识EEA的动力程度和方向，这三个行为反应函数表示为：

式中，η_Q、η_E、η_EE分别是敏感性V对行为的影响因子，θ_Q、θ_E分别为城市化水平对行为的影响因子，UL为城市化水平。

4.根据权利要求2所述的基于敏感性的城市水-能-环耦合分析方法，其特征在于，区域气候指数α用干旱指数来表征，经济发展指数β用人类发展指数HDI来表征，社会指数γ用透明国际指数CPI表征，城市经济发展状况指标E用人均GDP表示，城市的环境状况EE在环境响应模块中定义。

5.根据权利要求1所述的基于敏感性的城市水-能-环耦合分析方法，其特征在于，水量平衡模块的水量平衡方程如下所示：

式中：Q_P、Q_D、Q_EE分别对应为生产、生活、生态耗水量；A是城市的总面积，P是年降雨量，是径流系数，其为常数；Q_In为城市的入流量；Q_Out为城市的流出量。

6.根据权利要求1所述的基于敏感性的城市水-能-环耦合分析方法，其特征在于：能量守恒模块的能量守恒方程为：

E_T+E_C＝E_D；

式中，E_D为能源总需求，E_T为传统能源供应，E_C为清洁能源供应；

由此可以得出清洁能源占比为：

R_C＝E_C/E_D。

7.根据权利要求1所述的基于敏感性的城市水-能-环耦合分析方法，其特征在于：环境响应模块的环境响应函数为：

EE＝f(Q_EE)+f(VC)+f(EEA)-f(Q_P)-f(E_T)；

式中，Q_EE是用于生态需求的水量，VC代表绿化覆盖率，EEA是环境意识，Q_P是生产用水，E_T是总能耗；

二氧化碳净排放量取决于含碳能源的消耗和植物光合作用吸收的二氧化碳量，按下式计算：

式中，是单位含碳能源的二氧化碳释放系数，λ是植物固碳系数，i和j分别代表不同的能源种类和植物种类。

8.根据权利要求1所述的基于敏感性的城市水-能-环耦合分析方法，其特征在于：社会经济模块用国民生产总值GDP来表示经济水平，其中，人口增长P_n按照以下方式计算：

式中，b是年净出生率，μ是年净迁移率。