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而是随着外界条件的变化而变化，而且在特殊状态体现出有序、稳定的特点，这表现出了典型的耗散
结构特点。因此，可以利用耗散结构理论和熵理论研究特大干旱条件下供用水系统可控破坏的概念、
内涵及判别方法，为特大干旱条件下供用水系统科学调控提供理论指导和方法支持。
２．１ 特大干旱条件下供用水系统耗散结构特性分析 耗散结构的形成和维持必须满足开放性、远离平
衡、非线性和存在 涨 落 等 ４个 条 件 ［９ － １１］ 。按 此 ４个 条 件 分 析 特 大 干 旱 条 件 下 供 用 水 系 统 耗 散 结 构
特性。
（ １）开放性。特大干旱发生时，河流断流、水库塘坝干涸，湖泊水位下降等使供用水系统发生结
构性变化，水资源供需平衡被打破，供水量无法满足用水需求，必须通过挖潜增供、节水控水等措施
进行调控，以减少特大干旱带来的破坏。特大干旱及其调控措施的实施即是供用水系统与外界物质、
能量、信息等的交换。因此，特大干旱条件下供用水系统是开放性的复杂系统。
（ ２）远离平衡态。供用水系统是不断发展的动态系统，系统内产业布局、水资源分布的不均以及
用水方式、用水效率等的差异是系统内部非平衡的显著表现。另外，特大干旱条件下系统受外部环境
的影响不断增强，系统远离平衡态的特征将越来越明显。
（ ３）非线性。特大干旱条件下的供用水系统调控具有明显的非线性特性，如：供水水源的挖潜增
供水量与成本之间是典型的非线性关系，挖潜增供水量与产生的社会经济效益之间也是典型的非线性
关系，用水部门的节水量与节水成本和节水效益之间也是非线性关系。
（ ４）涨落。特大干旱条件下供用水系统的调控措施，如增加外调水量、新增机井、节水设施的实
施、节水技术的革新等，都会引起系统供水量的增加和需水量的减少，即 “小涨落”；当供水侧挖潜
增供水量与用水侧压缩减少用水量能够弥补缺水量时，供需矛盾缓解，系统发生正向 “巨涨落”，供
用水系统逐步进入有序状态；但当挖潜增供和用水压缩超过各自的界限范围，供用水系统遭到无法恢
复的破坏，此时系统将发生负向 “巨涨落”，供用水系统进入到更无序状态。
２．２ 特大干旱条件下供用水系统可控破坏概念及内涵解析 根据供用水系统耗散结构特点分析可知，
当供水侧的挖潜增供和用水侧的压缩减少用水在一定界限范围内时，可以减小特大干旱对供用水系统
带来的破坏，降低社会经济损失 ［１２ － １３］ ，但当调控措施超出供用水系统能承受的最大破坏界限和阈值
时，调控对系统功能的破坏影响将不可恢复，给系统带来不可控的破坏。所以，特大干旱条件下供用
水系统调控既要尽可能供水侧挖潜增供，用水侧压缩减用，还要确保调控措施给系统带来的破坏在可
控可恢复范围内，称这种破坏为供用水系统的可控破坏。
耗散结构理论和供用水系统可控破坏有着密切的联系。耗散结构理论认为，一个远离平衡态的开
放系统，在外界条件变化达到一定阈值时，可以通过内部的作用产生自组织现象，使系统从原来的无
序状态自发地转变为一种在时间、空间或功能上的有序状态 ［１４］ 。供用水系统调控措施的实施改变了区
域原来供用水系统的结构和功能，使其远离平衡态，当调控措施达到某一阈值，即供水侧挖潜增供水
量达到供水系统阈值，用水侧用水压缩和控制达到用水系统阈值，量变引起质变，导致系统破坏到不
能恢复正常运行的一种状态，对应的阈值称为临界阈值。
基于以上分析，界定特大干旱条件下供用水系统可控破坏概念：特大干旱条件下，在供水系统的
挖潜增供和用水部门的压缩减用控制过程中，对水源和用水户的损伤不突破临界阈值的破坏状态。根
据破坏程度和破坏范围的不同，供用水系统可控破坏分为单点可控破坏、局部可控破坏和全局可控破
坏等三类。
（ １）单点可控破坏。特大干旱导致区域严重缺水，供水系统与用水系统分别采取相应的增供与减
用措施进行极限调控，针对单一水源工程或用水户开展的调控措施，其带来的破坏也局限在该水源工
程或用水户内部，此时的可控破坏状态称之为单点可控破坏。根据可控破坏的概念，为确保供用水系
统调控在单点可控破坏范围内，必须确保单个水源挖潜增供量不突破单项供水水源调控的临界阈值，
单个用水户压缩减用后的用水量不低于单个用水部门的最小需水阈值。即，单项供水水源的供水量 Ｇ
ｉ
要小于等于该项供水水源调控的临界阈值 ｇｌ（ｉ ＝ １ ，２，３，…，ｍ），单个用水户的用水量 Ｙ要大于等
ｉ
ｉ
于该用水户的临界阈值 ｙｌ（ｊ ＝ １，２，３，…，ｎ），用公式表示为：
ｊ
— １ ５ ０ —
２