水资源安全系统——一个复杂的系统

水资源安全系统的复杂性突出表现在关系多,既有内部的关系,也有内外沟通的关系；既有力学的关系,也有非力学的关系；既有线性的关系,也有非线性的关系；既有物理型的关系,也有信息型的关系；既有单向的关系,也有多向的关系；既有稳定的关系,也有不稳定的关系；既有可解的关系,也有不可解的关系,等等。

Lempel等人提出复杂系统的复杂度的概念,以判定其复杂系统,设C 为系统复杂度,n为系统内的要素个数,m 为关系数,则系统复杂度为

对于复杂系统,其条件是C＞1。尽管式 (5-3)过于粗糙,但我们仍可从其中受到启发。将式(5-3)变为(www.xing528.com)

因复杂系统C＞1,所m＞n-1。由于水资源安全系统是巨系统,n 值非常大,因此系统的关系是非常复杂的。

水资源安全系统的上述几点特征是紧密联系的。作为复杂系统,必然不是孤立系统。如系统是一个热力学系统,并且如果它是孤立的,根据热力学第二定律,它必然是熵增的,经过足够长的时间之后必然达到平衡,最后蜕变为简单系统。因此,热力学孤立系统不可能成为复杂系统。水资源安全系统若不开放,它就会退化；如果开放度不高,它就会停滞,只有高度开放的水资源安全系统才能走向高级,走向新的平衡,水资源才能可持续利用。这也清楚地表明开放性是水资源安全系统的一个必要条件,也是水资源安全系统的一个本质特征。同时,巨系统也是复杂系统的另一个必要条件。“巨”是广大、多样、众多,不仅空间范围大,而且进出的物质、能量、信息流的流量很大,子系统众多,关系复杂,随时间变化相对变化率高,并且复杂系统必然是多层次的。