2019年河南省科技进步奖申报项目公示

行业用水效率驱动的工业节水关键技术与应用

（一）项目名称：行业用水效率驱动的工业节水关键技术与应用

（二）提名单位：河南省水利厅

（三）提名意见：河南省是全国工业大省，但水资源短缺，工农业缺水严重。河南正处于迈向工业强省、建设小康社会的重要阶段，面临工业结构调整与节水减排、水生态治理保护多重挑战。“四个河南”战略的实施，加快了工业经济发展，加剧工业、农业用水矛盾，与工业排污密切相关的水体环境污染仍未得到根本遏制。按照国家新时期 “节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水方针，工业节水是保障工业用水、缓解工业水污染的根本途径与优先对策。

 针对我省工业水资源管理及其三条红线考核的实际问题，综合运用水资源学、计量经济学、决策管理等开展了跨学科的交叉研究，推动了水资源与工业节水领域的理论创新，系列创新成果推动了行业技术进步。突破了传统理论与技术的局限，在国内首次提出了基于工业行业的水资源利用效率、驱动因素、节水潜力等量化分析关键技术，创新提出基于行业的工业用水管理模式与工业结构调整对策，为提升河南工业节水管理能力，推动工业节水减污提出新技术和新举措。

通过河南省水利厅、省发改委等省级主管部门推广，项目成果应用于《河南省实行最严格水资源管理制度考核办法》、河南省现行地方标准《工业与城镇生活用水定额》，省、市发改委国家资源节约和环境保护项目评估等工作，同时还广泛应用于全省范围的水资源考核管理、取水计划、水资源论证等工作中，社会效益显著。阶段性成果获得2016年度河南省水利科技进步一等奖。

提名该项目为河南省科学技术进步奖贰等奖。

（四）项目简介： 本项目是工业用水与节水领域重大应用技术研究。项目自2008年开始前期研究，2012年正式立项。针对我省工业水资源管理及其三条红线考核的实际问题，融和水资源学、计量经济学、决策管理等多学科进行跨学科的交叉研究，推动了研究领域理论创新和成果的应用。项目以工业节水为研究对象，以工业分行业为基本抓手，以工业用水效率为核心指标（万元工业增加值取/用水量）和切入点，在基于行业的万元工业增加取水量驱动效应理论模型、万元工业用水量变化影响因素分析、工业行业用水效率测算模型与节水潜力分析、区域元工业增加值取/用水量定额预测、基于投入产出和HEM的行业虚拟水转移模型、基于水资源投入产出的工业贸易虚拟水分析等方面进行了系统的研究，解决了系列关键技术，提出工业用水定额河南省地方标准，丰富并完善了我国工业水管理领域的技术理论，以王浩院士为主任的鉴定委员会一致认为“成果整体达到国际先进水平，其中建立的基于LMDI的万元工业增加值变化行业驱动模型达到国际领先水平，研究成果实用性强，具有重要的推广应用价值”。根据最新的（2019年5月）的国内外科技查新报告，主要创新性成果包括：1）国、内外首次建立基于行业尺度的万元工业增加值取水量变化对数均值迪氏指标分解（LMDI）驱动模型，针对决定河南省工业万元增加值取水量变化的强抑制和强推动行业，提出降低河南省万元工业取水量的对策建议。2）国、内外首次建立基于运行视角的工业行业万元工业用水量变化影响因素模型，提出河南省工业行业万元工业取水量变化影响因素分析成果。3）国、内外首次建立基于超越对数生产函数随机前沿分析（SFA）工业行业节水潜力模型，提出河南省的工业行业用水效率与节水潜力成果。4）分析确定了基础工业、轻工业等工业系统四部门和食品加工业、非金属矿物制品业等八大工业行业用水关联及其虚拟水转移量。提出基于工业虚拟水贸易的河南省工业结构调整对策。5）基于绿色贡献值理论，将河南省全部工业行业分为高耗水高排污、高耗水低排污、低耗水高排污和低耗水低排污四种类型，进一步分析提出高耗水高排污行业资源环境压力排序成果及相应的工业节水管理对策。

6）采用组合优化、机器学习、灰色系统和时间系列理论建立了万元工业增加值取水量/用水量的预测系列模型，为工业用水效率考核、管理与规划编制提供技术依据。7）基于虚拟水理论，分析计算了七大高耗水行业的九大工业产品的蓝色和灰色虚拟水消耗量，为工业行业布局、结构优化调整提供决策依据。

围绕上述研究，项目获得2016年度河南省水利科技进步一等奖一项，发表科技论文13 篇，其中核心期刊发表论文9篇，现行的河南省地方标准一项。

项目成果已在河南省发展和改革委员会、河南省水利厅等单位应用，并已广泛应用与全省范围各级相关部门工业用水考核、取用水计划申报审批、水资源论证、节水项目评估等工作中，社会效益显著。

（五）客观评价：客观评价主要包括成果查新结论、专家鉴定意见。

   成果查新结论：

经检索并对相关文献分析对比结果表明：在所列检索范围内检索到的公开发表的国内外文献，分别涉及该查新项目的部分研究内容，除该项目研究成果[见相关文献1-5]外，但未见与该项目以上主要技术要点相同的文献报道。

   专家鉴定意见：

2016年12月25日，河南省水利厅组织专家对河南省水利科学研究院等单位完成的《基于虚拟水资源的河南省工业节水与结构调整对策》项目进行了成果鉴定。鉴定委员会听取了项目汇报，审查了鉴定资料，经过质疑和讨论，形成意见如下：

一、项目针对河南省工业节水规划中存在的疑难问题、“三条红线”工业用水管理考核的具体目标，结合虚拟水资源和虚拟水战略，组织开展相关对策研究，为我省进一步推动工业节水工作提供了理论支撑和技术支持。

二、该项目成果及主要创新点如下：

1、提出基于行业尺度的万元工业增加值取水量变化对数均值迪氏指标分解（LMDI）驱动模型，针对决定区域工业万元增加值取水量变化的强抑制和强推动行业，提出降低河南省万元工业取水量对策建议。

2、建立了基于趋势法的工业万元增加值取水量线性和非线性组合优化预测模型。

3、分析确定了基础工业、轻工业等工业系统四部门和食品加工业、非金属矿物制品业等八大工业行业用水关联及其虚拟水转移量。

4、基于虚拟水理论，运用大数据分析计算了七大高耗水行业的九大工业产品的蓝色和灰色虚拟水消耗量。

三、该项目的一些技术和方法已在全省、市县计划与节约用水管理部门得到应用，取得了显著的社会和生态效益。

综上所述，鉴定委员会一致认为，该项目技术路线正确，资料详实，研究成果实用性强，具有重要的推广应用价值。该成果整体达到国际先进水平，其中建立的基于LMDI的万元工业增加值取水量变化行业驱动模型达到国际领先水平。建议继续探讨基于行业工艺流程和物理机制的节水阈值。

（五）推广应用情况：项目在实施过程中，坚持科研内容与管理需求相结合的原则，紧密结合最严格的水资源管理考核要求，解决我省工业节水管理中面临的根本性和重大技术难题，形成以工业行业为抓手的，以工业用水效率为核心、以虚拟水运移为内容的工业节水技术体系，涵盖微观（工业产品）、中观（工业行业）和宏观（区域工业）三个层次.通过河南省水利厅、省发改革等省级主管部门推广，项目成果应用于《河南省实行最严格水资源管理制度考核办法》、河南省现行地方标准《工业与城镇生活用水定额》，省、市发改委国家资源节约和环境保护项目评估等工作，同时还广泛应用于全省范围的水资源考核管理、取水计划、水资源论证等工作中。

（六）经济效益和社会效益：

该项目成果的推广应用，对河南工业节水管理与考核，工业节水项目评估提供基础支撑，对优化我省工业布局、合理调整行业用水结构，实现节水减排发挥技术指导作用。建立万元工业增加值取水量驱动的理论模型，首次提出不同工业行业对区域工业用水效率主要指标（万元工业增加值取水量等）的驱动特征及其贡献值。更新成果提出了河南省不同工业行业的驱动特征及关键驱动行业及其贡献值，水资源考核目标的实现和工业结构优化调整提出科学对策。建立基于SFA的行业用水效率模型，解决区域工业行业节水潜力值量化这个全国工业节水领域的难题，为合理确定河南工业节水规划管理的主要指标，评估行业节水潜力提供新的技术手段，提升河南工业节水科研管理水平。

建立基于绿色贡献度的工业行业节水减污分类与资源环境压力评估模型，提出河南省工业行业分类特征，针对高耗水高排污行业的资源环境压力分析，为河南省工业节水管理提供基础支撑，为节水型企业建设评估、资源节约和环境保护项目（工业节水类）筛选评价通过技术手段，提高了工作成效。八大工业行业与主要工业产品虚拟水分析成果，为工业结构优化布局与结构节水、减排提供技术依据。基于水资源投入产出的工业贸易虚拟水分析，以虚拟水战略的视角，提出河南工业结构调整对策，对保障作为水资源短缺地区的河南工业用水安全具有重要意义。河南省地方标准《工业与城镇生活用水定额》，为河南省工业用水考核、节水管理提供基础支撑。

（六）主要知识产权和标准规范目录：

 （七）论文专著目录：                检索机构：  中国知网

（八）主要完成人员情况：

（九）主要完成单位情况：

2019年度河南省科技进步奖-省水科院项目公示.doc