کاربرد روش نامتقارن نش در تخصیص بهینه‌ی منابع آب (مطالعه موردی: حوزه ی آبخیز قره سو)

Abstract

سابقه و هدف: برداشت بیش‌ازحد از منابع آب به‌ویژه در مناطقی که منابع آب کم و تقاضای آن بسیار زیاد است، موجب افزایش مناقشات درزمینه‌ی چگونگی بهره‌برداری و تخصیص این منابع بین ذینفعان مختلف شده است. اﻏﻠﺐ ﻣﺴﺎﺋﻞ ﺗﺼﻤﻴﻢ‌ﮔﻴﺮی در ﻣـﺪﻳﺮﻳﺖ ﻣﻨـﺎﺑﻊ ﻃﺒﻴﻌـﻲ ﺑـﺎ ﻣـﺴﺌﻠﻪ وﺟﻮد اﻫﺪاف ﻣﺘﻀﺎد از ﻗﺒﻴﻞ ﺣﺪاﻛﺜﺮ ﻛﺮدن ﺳﻮدﻫﺎی اﻗﺘﺼﺎدی و ﺣﺪاﻗﻞ ﻛﺮدن اﺛﺮات محیط‌زیستی ﻣﻨﻔـﻲ روبه‌رو می‌باشند. بر این اساس هدف پژوهش حاضر تعیین یک‌راه حل توافقی بین اهداف متضاد محیط‌زیستی و اقتصادی در حوزه آبخیز قره‏سو است؛ به‌نحوی‌که بین این اهداف تعادل ایجاد شود.مواد و روش‌ها: حوزه‌ی آبخیز قره‌سو یکی از مراکز مهم کشاورزی استان گلستان است که ارزیابی تغییرات سطح آب در این حوزه بیان‌گر افزایش میزان برداشت‌ از منابع آب به‌خصوص آب زیرزمینی در منطقه است. جهت دستیابی به اهداف محیط‌زیستی و اقتصادی موردنظر ابتدا پنج سناریوی حداکثر برداشت (حالت پایه)، 10 درصد، 20 درصد، 30 درصد و 40 درصد کاهش برداشت از منابع آب اعمال می‌شود؛ سپس با به‏کارگیری مدل برنامه‏ریزی ریاضی مثبت، تغییرات الگوی کشت و سود کشاورزان منطقه موردمطالعه در سناریوهای مختلف برداشت از منابع آب تعیین می‌گردد. درنهایت با استفاده از تعادل نامتقارن نش، میزان بهره‏برداری بهینه از منابع آب به دست می‌آید. در این مطالعه کشاورزان محلی (بازیکن 1) به دنبال حداکثر کردن منافع اقتصادی خود و جامعه (بازیکن 2) به دنبال کاهش برداشت بی‌رویه از منابع آب می‌باشند. همچنین حجم کل استخراج از منابع آب به‌عنوان متغیر تصمیم در نظر گرفته می‌شود.یافته‌ها: نتایج اعمال سناریوهای کاهش برداشت از منابع آب در مدل برنامه‏ریزی ریاضی مثبت، حکایت از تغییر الگوی کشت منطقه به سمت محصولات با مصرف آب کمتر و سودآوری بالاتر است. نتایج حاصل از نظریه بازی‌‌ها نشان می‌دهد ‌تصمیم‌گیری بهینه در بهره-برداری از منابع آب وابسته به اهمیت وزن‌های دو گروه هدف است؛ بنابراین، زمانی که سود اقتصادی به‌عنوان تنها هدف در نظر گرفته شود، استخراج آب در بالاترین حد خود و زمانی که اهداف محیط‌زیستی به‌عنوان تنها هدف در نظر گرفته شود استخراج آب در حداقل حجم استخراج خود است. در حالتی که وزن برابر به اهداف محیط‌زیستی و اقتصادی داده شود، میزان برداشت بهینه از منابع آب برابر 175 میلیون مترمکعب است. بر این اساس می‌توان میزان بهره‌برداری از منابع آب را به میزان 27 درصد کاهش داد تا اهداف محیطی‌زیستی تأمین گردد.نتیجه‌گیری: این مطالعه نشان می‌دهد که چگونه می‌توان با استفاده از نظریه بازی به روشی ساده و قابل‌فهم که نظرات و اهداف ذینفعان و تصمیم‌گیران مختلف را تأمین می‌کند، به یک رفتار قابل‌قبول اجتماعی دست یافت. براساس نتایج حاصل از نظریه بازی‌ها میزان بهینه برداشت از منابع آب‌ در حالت وزن‌های برابر اهداف اقتصادی و محیط زیستی کمتر از میزان برداشت فعلی است، بنابراین بایستی تعادل بین سود اقتصادی کشاورزان و اثرات محیط‌زیستی ناشی از برداشت بی‏رویه از منابع آب برقرار شود.

Keywords

• نظریه بازی‏
• تعادل نامتقارن نش
• برنامه‏ریزی ریاضی مثبت
• حوزه آبخیز قره‏سو