水资源系统的要素及及特征

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1、第二章水资源系统的要素及特征7/19/20211系统论于20世纪40年代提出，50-60年代应用系统工程解决复杂问题。目前，系统思想与系统方法广泛地渗透到各学科领域。随着社会的进步和经济的发展，水资源的利用程度越来越高，规模越来越大，结构越来越复杂，只用传统的、常规的方法难于完美地解决如此庞大而复杂的问题，因而，将系统思想、概念、理论与方法应用于水资源系统的研究和实践，就构成了水资源系统分析。7/19/20212讲授内容●第一节系统的概念●第二节水资源系统的构成与变化●第三节地表水资源系统●第四节地下水资源

2、系统7/19/20213第一节系统的概念一系统的定义及其结构要素二系统的类别三系统的特性7/19/20214简单的说，系统思想与方法的核心是把所有研究的对象看作一个有机的整体（系统），并从整体的角度去考察、分析和处理事物。7/19/20215一系统的定义及其结构要素关于系统的定义，比较通用的提法为：凡是在一定环境下，为实现某一目标，有若干相互联系、相互制约、相互作用的因素（部分）而组成的具有特定功能的集合体，称为系统。系统方法认为，不应当将系统理解为各组成部分（要素）的简单集合，而应将其理解为诸要素以一定规

3、则组织起来，并共同行动的整体系统,内部各要素相互联系和作用的方式便是系统的结构。因此，我们也可以将系统理解为“有结构的集合”。7/19/20216任何一个系统均包括两部分：7/19/20217系统与环境的界限称为系统边界。系统的相互联系、相互制约、相互作用的组成部分，称为系统结构。环境对系统的作用是系统输入，系统对环境的作用是系统输出；在动态条件下，输出可反作用于输入，即为反馈。把输入转换为输出就是系统的功能。系统状态随时间的变化称为系统行为。7/19/20218在工程体系中的系统，可描述为：在给定时间内，

4、使物质（原料、能量、信息）的输入与物质（产品、能量、效益）的输出相互联系起来，在一定环境条件下，具有一定功能的任何结构、装置、设计方案和运行程序的有机体，均称为系统。而且这个系统本身是它所从属的一个大系统的组成部分（子系统），即为系统的相对性。7/19/20219以分析为主的近代自然科学长期以来采用的方法是，将所研究的事物精细地分为各个互不联系的独立部分、分别加以研究，把各部分研究结果之和作为对所研究事物整体的认识。这样做,实质上是将研究对象当作诸要素简单累加而成的集合，而没有将其如实地看成一个有机整体。7

5、/19/202110一个系统，不仅内部诸要素存在着相互作用，而且还与外部环境发生相互作用。系统接受环境的物质、能量或信息的输入，经过系统的变换，再向环境产生物质、能量或信息的输出系统的输入与输出7/19/202111环境对系统的作用也称之为激励，系统在接受激励后对环境的反作用称之为响应系统的激励和响应7/19/202112在同等降水条件下，不同的地下水系统，由于其岩层、构造、地貌乃至分布范围大小不同,泉流量的变化各不相同。在不同的地下水系统中，以同种方式开采同样数量的地下水,地下水位的降低也有很大差别。分析

6、系统输入与输出（激励与响应）的对应关系有助于了解系统结构；对系统结构的了解有助于我们预测激励-响应关系。7/19/202113二系统的类别在自然界和人类社会中，系统是普遍存在的。从不同的角度，可将系统分成不同的类别，可分为三类：7/19/2021141.自然系统自然系统是由自然物质组成的系统，如生物系统、生态系统、水文系统等。7/19/2021152.人工系统人工系统是为达到人类需求的目的人为建立起来的系统，如水利、交通等。7/19/2021163.自然-人工复合系统由人工系统与自然系统组合起来的复合系统。

7、它既有自然系统的特征，有具备人工系统的特性，如航天导航系统等。7/19/202117三系统的特性7/19/2021181.集合性系统由两个或两个以上可以相互区分的要素（或子系统）组成。一个系统常常是由若干子系统有机结合起来，子系统又是由更小的系统构成，形成一个多层次结构。7/19/2021192.关联性组成系统的各部分之间及系统与环境之间相互联系、相互制约、相互作用，即为系统的关联性。7/19/2021203.目的性系统的目的性是指系统都均有特定的功能，即既定的目的。7/19/2021214.整体性系统的整

8、体性是因为系统的各个组成部分构成了一个有机整体。各构成要素的独立功能及其相互间的有机联系，只能在一定的协调关系下统一与系统整体之中。脱离了整体性，各构成要素的功能及要素间的作用就失去意义7/19/2021225.不确定性系统的不确定性是因为系统中某些不能用确定性方法描述其状态构成要素。其组成部分的活动或者由于人们的认识尚未完全掌握其规律，或者由于活动带有一定的随机性，而只能用统计手段反应其活动状态和进程，这就使系