虚拟水计算方法：水利与国民经济协调发展研究

由于农业用水占全球用水总量的80%左右，因此农产品的虚拟水含量是虚拟水计算的主体部分。农产品主要包括两大类，即农作物和畜产品，其虚拟水含量的计算方法有所区别。

12.1.2.1　农作物虚拟水含量的计算方法

农作物的虚拟水含量主要取决于农作物的类型、生长区域的自然地理条件、使用的灌溉系统及其管理方式等。因此农作物的虚拟水含量，只是特定地点的一种粗略估计。某一农作物的虚拟水含量，由单位面积作物的需水量和单位面积产量求得。

式中：SWD（n，c）为国家（地区）n作物c 的虚拟水含量；CWR（n，c）为国家（地区）n作物c 单位面积需水量；CY（n，c）为国家（地区）n作物c 单位面积产量。

作物单位面积需水量即作物单位面积的蒸散发量（ETC），由参考作物需水量（ET0）乘以作物系数（KC）求得。

参照作物需水量采用联合国粮农组织推荐的标准彭曼公式进行计算，计算公式如式（12.3）所示：

上各式中：ET0为参考作物蒸散发量，mm／d；Rn为作物表层净辐射量，MJ／（m2·d）；G为土壤热通量，MJ／（m2·d）；T 为平均气温，℃；U2为距地面2m 高处风速，m／s；eα为饱和水气压，kPa；ed为实际水气压，kPa；Δ为饱和水气压与温度关系曲线在气温T＝Ta处的斜率，kPa／℃；γ为干湿表常数，kPa／℃。

12.1.2.2　动物产品虚拟水含量的计算方法

动物产品的虚拟水含量主要依赖于动物的类型、动物的饲养结构和动物成长的自然地理环境（气候条件），计算比较复杂。首先需要计算活动物对水资源的消耗，然后在不同的动物产品之间进行分配。目前计算动物产品虚拟水含量的方法，主要是Chapagain和Hoekstra提出的生产树的方法。

1.活动物虚拟水含量计算方法

活动物虚拟水含量是指动物从出生到死亡的整个生命周期内所消耗的总水量，包括饲料所含的虚拟水、饮用水、动物饲舍清洁用水等。

式中：VWCa［e，a］为国家（地区）e 活动物a 的虚拟水含量；VWCfeed［e，a］为国家（地区）e 活动物a 饲料消费的虚拟水含量；VWCdrink［e，a］为国家（地区）e 活动物a的饮用水量；VWCseru［e，a］为国家（地区）e 活动物a 的饲舍清洁等活动的用水量。(www.xing528.com)

饲料消费中的虚拟水，包括饲料作物中所包含的虚拟水和混合饲料作物所需的实体水两部分内容。饲料作物中不同成分作物的虚拟水含量采用前面介绍的方法计算，然后按照在饲料作物中的重量比例加权就得到饲料作物虚拟水的含量。动物的饮用水，需要计算动物整个生存期间的饮用水。

2.动物产品虚拟水含量

动物产品虚拟水含量的计算，首先需要将不同动物产品按其生产加工过程按层次进行分类即绘制生产树。然后将活动物的虚拟水含量在动物产品间进行分配，再加上生产过程中的水资源消耗量，就是该种动物产品的虚拟水含量。Chapagain和Hoekstra将直接由活动物提供的产品称为第一类动物产品，如奶牛提供的牛奶、畜体和皮等。第一类产品经进一步加工变成第二类动物产品，如奶酪、黄油、加工肉和香肠等。第一类动物产品的虚拟水含量包括活动物的虚拟水和为得到不同第一类初级产品加工所需要的水资源量。为在不同的第一类产品间分配活动物的虚拟水含量和加工需水，引进了产品比例因子和价值比例因子来计算。产品比例因子定义为从活动物得到的不同第一类动物产品的数量比例。如一头奶牛重量为500kg，宰杀后得到300kg的畜体，则畜体的产品重量比例因子为0.6。价值比例因子是第一类产品的市场价值与所有第一类产品市场价值总和的比值。活动物的虚拟水和加工需水可以按这两类因子在不同的第一类产品之间分配。第二类动物产品的虚拟水由部分第一类产品的虚拟水和加工用水构成，第二类初级产品间用水的分配同样采用产品比例因子和价值比例因子进行分配，第三、四类动物产品的虚拟水含量分配依此类推。

12.1.2.3　虚拟水贸易的计算方法

一般而言，虚拟水贸易量的基本计算方法，是用实物贸易量乘以其相应的单位产品虚拟水含量。它的计算又包括虚拟水进口量的计算、虚拟水出口量的计算和虚拟水净进口（出口）量的计算。其计算公式分列如下：

式中：VWT（ne，ni，c，t）为第七年进口国ni从出口国ne进口的产品c 的虚拟水贸易量；CT（ne，ni，c，t）为第七年进口国ni从出口国ne进口的产品c 的数量；SWD（ne，c）为出口国ne生产产品c 的单位产品的虚拟水含量。

对一个国家（地区）ni而言，其总的虚拟水进口量为所有进口产品的虚拟水总量之和。

对一个国家（地区）ne而言，其总的虚拟水出口量为所有出口产品的虚拟水总量之和。

一个国家（地区）的虚拟水的净进口量等于总进口量减去总出口量。

虚拟水的净进口量既可以是正值，也可以是负值。负值表示虚拟水的净出口。