but.committee	prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c. (předseda) prof. Ing. Pavel Ditl, DrSc. (člen) prof. Dr. Ing. Marcus Reppich (člen) prof. Ing. Dr. habil. Jiří Klemeš, DrSc., dr. h. c. (člen) prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D. (člen) doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D. (člen) doc. Ing. Jaroslav Jícha, CSc. (člen) doc. Ing. Vítězslav Máša, Ph.D. (člen)	cs
but.defence	The thesis has developed novel methods to asess water resource use, pollution and minimisation of water scarcity. The main contributions can be summarised as follows: * The results have been published in 17 journal articles, of which 9 in IF-journals, most with high Impact Factors: Renewable and Sustainable Energy Reviews (IF=10.556), Resources Conservation and Recycling (IF=7.044), Journal of Cleaner Production (IF=6.395), Applied Thermal Engineering (IF=4.026), already accumulated 90 citations (WoS) * The Qualitative-Quantitative Water Footprint provides an integrated representation of the impacts of water use and pollution, based on the cost of consumption and treatment * The Water Scarcity Pinch Analysis allows minimising the water scarcity resulting from physical water shortage and quality degradation * The water-energy assessment of the seawater desalination plants reflects the potential need to expand freshwater supply. It underlines the positive feedback of water and energy use.	cs
but.jazyk	angličtina (English)
but.program	Stroje a zařízení	cs
but.result	práce byla úspěšně obhájena	cs
dc.contributor.advisor	Varbanov, Petar Sabev	en
dc.contributor.author	JIA, Xuexiu	en
dc.contributor.referee	Ditl,, Pavel	en
dc.contributor.referee	Dr hab. inż. Paweł Ocłoń, prof. PK	en
dc.contributor.referee	Dr. Aoife M. Foley	en
dc.date.created	2020	cs
dc.description.abstract	Problémy s vodou, zejména její nedostatek a znečištění, ovlivňují každodenní lidský život a hospodářský vývoj. Globální změny klimatu zvyšují pravděpodobnost a četnost extrémních událostí jako jsou sucho a záplavy. Rostoucí problémy s nepravidelnou dostupností a znečištěním vody vyžadují pokročilejší metodiky hodnocení vodních zdrojů, které povedou k efektivnímu využití a hospodaření s vodou. Tato práce se zabývá rozšířenými metodikami pro hodnocení vody z pohledu její kvality a kvantity a pro hodnocení spotřeby energie a produkce emisí souvisejících s vodou. Tři hlavní metodiky jsou navrženy na základě konceptu vodní stopy (Water Footprint) a pinch analýzy vody (Water Pinch Analysis) pro posouzení kvantitativních a kvalitativních hledisek využití a spotřeby vody. Použití těchto metod je rovněž demonstrováno pomocí numerických a empirických případových studií zaměřených na hodnocení a optimalizaci využití regionálních a průmyslových vodních zdrojůDále jsou diskutovány souvislosti mezi vodou a energií (Water-Energy Nexus) za účelem analýzy problémů týkající se vody z širší perspektivy. Z pohledu vody a vodních zdrojů je provedeno počáteční zhodnocení energetické náročnosti a produkce emisí skleníkových plynů v problematice odsolování mořské vody. Výsledky prezentované v této práci navazují na současné metodiky hodnocení vodních zdrojů. Stopa dostupnosti vody (Water Availability Footprint) byla navržena pro zohlednění dopadu degradace kvality vody ve stávajících postupech pro posuzování nedostatku vody, ve kterých nebyla dříve řešena. Druhým přínosem této práce je návrh konceptu kvantitativní-kvalitativní vodní stopy (Quantitative-Qualitative Water Footprint - QQWFP), ve kterém je definována vodní stopa z pohledu nákladů a následně je stanovena v souvislosti s celkovými náklady na spotřebu vody a odstraňování kontaminantů, které se do vody dostávají v průběhu jejího využití. Vodní stopa založená na nákladech poskytuje výsledky, které jsou intuitivnější jak pro management vodních zdrojů tak i pro veřejnost. Tento přístup umožňuje lépe kontrolovat a řídit průmyslové a regionální využívání a správu vody. Třetím přínosem této práce je rozšíření pinch analýzy nedostatku vody (Water Scarcity Pinch Analysis - WSPA), ve které je aplikována pinch analýzy vody na makroúrovni se zaměřením na regionální hodnocení a optimalizaci zdrojů a využívání vody. Všechny tři navržené metody jsou zaměřeny na stanovení dopadů využití vody z hlediska jejího množství a kvality, analýzy QQWFP a WSPA také pokrývají dopady vícečetných kontaminantů. Kromě hledání řešení se tato práce také pokouší naznačit potenciální směry pro budoucí výzkum v dané oblasti. Mezi významná potenciální témata k diskuzi patří 1) pokročilejší metoda kvantifikace vlivu více kontaminantů a 2) implementace a analýza ekonomické proveditelnosti přístupů WSPA a QQWFP s lokalizovanými daty s cílem nalézt přizpůsobené řešení pro optimální využití regionální a průmyslové vody.	en
dc.description.abstract	Water issues, especially water scarcity and water pollution, have been affecting human lives and economic developments for a long time. Global climate changes exacerbate the probability and frequency of extreme events such as water scarcity and severe floods. The increasing irregular water supply and water pollution issues require more advanced water resources assessment methodologies to guide practical water use and management. This thesis presents the extended methods for water quantity-quality assessment and water-related energy consumption and emissions. Three major methodologies are proposed based on the Water Footprint concept and Water Pinch Analysis frameworks to assess the quantity and quality impact of water use. These methods are also demonstrated with numerical and empirical case studies targeting regional and industrial water resource assessment and optimisation. In addition, the Water-Energy Nexus is discussed to investigate the water issues from a broader perspective. An initial assessment of the water-related energy and GHG emissions of the seawater desalination industries is carried out. The studies in this thesis convey several contributions to the current water resource assessment methodologies. The proposed Water Availability Footprint made an initial effort to cover the water quality degradation impact into the existing water scarcity assessment frameworks, which was not addressed previously. The second contribution of this work is the proposal of the Quantitative-Qualitative Water Footprint (QQWFP), where a cost-based water footprint is defined and determined with the total cost of water consumption and removing contaminants generated during the water use process. The cost-based water footprint provides results which are more intuitive for water managers and the public and can better guide industrial and regional water use and management. The third contribution is the development of the Water Scarcity Pinch Analysis (WSPA), which applied the Water Pinch Analysis at a macro level for regional water use assessment and optimisation. All three proposed methods determine the water use impact in terms of water quantity and quality, and the QQWFP and WSPA also cover the impact of multiple contaminants. In addition to seeking solutions, this thesis also proposes potential directions for future investigations. Significant potential aspects to be further discussed include 1) a more advanced quantification method of the impact of multiple contaminants, and 2) an implementation and economic feasibility analysis of the WSPA and QQWFP with localised data, which seek a customised solution to regional and industrial water use optimisation.	cs
dc.description.mark	P	cs
dc.identifier.citation	JIA, X. EXTENDED METHODOLOGY FOR WATER RESOURCES AND WATER-RELATED ENERGY ASSESSMENT ADDRESSING WATER QUALITY [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2020.	cs
dc.identifier.other	129997	cs
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11012/195727
dc.language.iso	en	cs
dc.publisher	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství	cs
dc.rights	Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení	cs
dc.subject	Integrace vodních prutoku	en
dc.subject	Analýza vodních svěrů	en
dc.subject	Hodnocení vodních zdrojů	en
dc.subject	Vodní nouze	en
dc.subject	Kvalita vody	en
dc.subject	Kvantitativní-kvalitativní vodní stopy	en
dc.subject	Water Integration	cs
dc.subject	Water Pinch Analysis	cs
dc.subject	Water Resource Assessment	cs
dc.subject	Qualitative-Quantitative Water Footprint	cs
dc.subject	Water Scarcity	cs
dc.subject	Water Quality	cs
dc.title	EXTENDED METHODOLOGY FOR WATER RESOURCES AND WATER-RELATED ENERGY ASSESSMENT ADDRESSING WATER QUALITY	en
dc.title.alternative	EXTENDED METHODOLOGY FOR WATER RESOURCES AND WATER-RELATED ENERGY ASSESSMENT ADDRESSING WATER QUALITY	cs
dc.type	Text	cs
dc.type.driver	doctoralThesis	en
dc.type.evskp	dizertační práce	cs
dcterms.dateAccepted	2020-11-10	cs
dcterms.modified	2020-11-30-14:14:27	cs
eprints.affiliatedInstitution.faculty	Fakulta strojního inženýrství	cs
sync.item.dbid	129997	en
sync.item.dbtype	ZP	en
sync.item.insts	2025.03.27 14:44:02	en
sync.item.modts	2025.01.15 21:30:16	en
thesis.discipline	Konstrukční a procesní inženýrství	cs
thesis.grantor	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav procesního inženýrství	cs
thesis.level	Doktorský	cs
thesis.name	Ph.D.	cs

EXTENDED METHODOLOGY FOR WATER RESOURCES AND WATER-RELATED ENERGY ASSESSMENT ADDRESSING WATER QUALITY

Files

Original bundle

Collections