
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,623,791 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,213,459 |
کاربرد روش نامتقارن نش در تخصیص بهینهی منابع آب (مطالعه موردی: حوزه ی آبخیز قره سو) | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
دوره 28، شماره 2، تیر 1400، صفحه 43-62 اصل مقاله (796.23 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2021.18597.3413 | ||
نویسندگان | ||
الناز اسدی1؛ سمیه شیرزادی* 2؛ امیر مهرجو3 | ||
1دپارتمان اقتصاد کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
2استادیار گروه اقتصاد کشاورزی/ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری | ||
3دپارتمان اقتصاد کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری | ||
چکیده | ||
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. | ||
کلیدواژهها | ||
نظریه بازی؛ تعادل نامتقارن نش؛ برنامهریزی ریاضی مثبت؛ حوزه آبخیز قرهسو | ||
مراجع | ||
1.Abdoli, Gh. 2007. Game theory and its applications static and dynamic games of complete information. Tehran University Press, 454p. (In Persian)
2.Asadi, E., Keramatzadeh, A., and Eshraghi, F. 2018. Determining the optimal exploitation of groundwater resources by using Game Theory (Case study: Gorgan County). J. of Waterand Soil Conservation, 25: 3. 129-144.(In Persian)
3.Gleick, P.H., and Palaniappan, M.2010. Peak Water Limits to Freshwater with Drawl and Use. Proceedings of the National Academy of Sciencesof the United States of America,107: 11155-11162. 4.Gong, X., Zhang, H., Ren, C., Dongyong, S., and Yanga, J. 2020. Optimization allocation of irrigation water resources based on crop water requirement under considering effective precipitation and uncertainty. Agricultural Water Management, 239: 106264.
5.Harsanyi, J.C., and Selten, R. 1972. A generalized Nash solution for two-person bargaining games with incomplete information. Management Science,18: 80-106.
6.Howitt, R.E. 1995. Positive Mathematical Programming. American Journal of Agricultural Economics, 77: 329-342.
7.Jalili Kamjou, P., and Khoshakhlagh, R. 2016. Using the Game Theory in Optimal Allocation of Water in Zayandehrud. Iranian, J. of Applied Economic Studies. 18: 5. 53-80. (In Persian)
8.Jury, W.A., and Vaux, Jr. 2005. TheRole of Science in Solving the World’s Emerging Water Problems, Proc. Natl. Acad. Sci. 102: 15715-15720.
9.Kalbali, E., Ziaee, S., Mardani Najafabadi, M., and Zakerinia, M. 2021. Approches to adapting the impacts of climate change in northern Iran: The Application of a Hydrology-Economics model. Journal of cleaner production. 280: 124067.
10.Kiani, Gh., Khoshakhlagh, R., and Kamal, M. 2019. Optimal Allocation of Zayanderood River among Chaharmahal &Bakhtiary, Yazd and Isfahan Provinces. Applied Theories of Economics. 6: 3. 165-188. (In Persian)
11.Klozen, W.H., and Garces, R.C. 1998. Assessing irrigation performance with competitive indicators: the case of the Alto Rio Lerma irrigationdistrict, Mexico. International Water Management Institute, Research Report No. 22. 12.Madani, K. 2010. Game Theory and Water Resources. Journal of hydrology, 381: 225-238.
13.Meftah Halaghi, M., Abareshi, F., Ghorbani, Kh., and Dehghani, A. 2018. Assessment of aquifer performance affected by different climate scenarios (Case study: Qareso basin). Iran. J. Irrig. Drain. 12: 5. 1140-1153. (In Persian)
14.Meftah Halaghi, M., Ghorhabi, Kh., Keramatzadeh, A., and Salarijazi, M. 2021. Application of Game Theory to Determining Optimal Harvesting of Water Resources and Determination of Optimal cropping pattern (Case study: Qarehsou basin). Journal of Waterand Soil Conservation. 27: 5. 69-87.(In Persian)
15.Meteorological Organization in Golestan Province. 2020. (In Persian)
16.Mohammadi Soleimani, E., Ahmadian, M., Keramatzadeh, A., Shokat Fadaei, M., and Mahmoodi, A. 2020. Application of Non-symmetric Nash solution to determine the Optimal Extraction of Groundwater Aquifers in Jiroft Plain of Iran. Agricultural economics and Development. 27: 107. 181-234.(In Persian)
17.Mushtaq, S., and Moghaddasi, M. 2011. Evaluating the Potentials of Deficit Irrigation as an Adaptive Response to Climate Change and Environmental Demand. Environmental science and policy, Australia College of Agriculture, 14: 1139-1150.
18.Nakao, M.D., Wichelns, D., and Montgomery, I. 2002. Game theory analysis of competition for groundwater involving El Paso, Texas and Ciudad Juarez, Mexico. Annual meeting, July 28-31, Long Beach, CA from American Agricultural Economics Association.pp. 18-33.
19.Nash, J. 1950a. The bargaining problem. Econometrica, 18: 155-162.
20.Nash, J. 1950b. Equilibrium points in N-person games. Proceeding of the national Academy of science, 36: 48-69.
21.Nash, J. 1951. Non-cooperative games. Annals of Mathematics, 54: 286-295.
22.Nash, J. 1953. Two- person cooperative games. Econometrica, 2: 128-140.
23.Paris, Q., and Howitt, R.E. 1998. An Analysis of Ill- Posed Production Problems Using Maximum Entropy. American Journal of Agricultural Economics, 8: 124-138.
24.Pongkijvorasin, S. 2007. Stock-to-Stock Externalities Resources in Renewable Resource Economics: Watersheds, Conjunctive Water Use, and Mud. Ph.D. Dissertation in Economics, University of Hawaii.
25.Poorzand, F., and Zibaei, M. 2011. Application of Game Theory for the Optimal Groundwater Extraction in Firouzabad Plain. 5: 4. 1-24. (In Persian)
26.Rahmani, A., and Sedehi, M. 2005. Predication of Groundwater Level Changes in the Plain of Hamedan-Bahar Using Time Series Model. Journal of Water and Wastewater. 15: 3. 42-49.(In Persian)
27.Regional Water Company of Golestan. 2020. Report on water resources of Golestan County, Gorgan. (In Persian)
28.Salazar, R., Szidarovszhy, F., Coppola, E., and Rajano, A. 2007. Application of game theory for a groundwater conflict in Mexico. Journal of Environmental Management, 54: 560-571.
29.Shannon, C.E. 1948. A Mathematical Theory of Communications. Journal of Bell System Technical, 27: 37-94.
30.Sheng Lee, C. 2012. Multi-objective game theory models for conflict analysis in reservoir watershed management. Chemosphere, 87: 608-613.
31.Wang, X., Zhang, Y., Zeng, Y., and Liu, C. 2013. Resolving Trans-jurisdictional Water Conflicts by the Nash Bargaining Method: A Case Study in Zhangweinan Canal Basin in North China, water resources management, 27: 1235-1247.
32.Xianchi, L. 2017. Research on water resources management based on game model. Procedia Computer Science, 107: 262-267. 33.Yuan, L., He, W., Degefu, M., Liao, Z., Wu, X., An, M., Zhang, Z., and Ramsey, T.S. 2020. Transboundary water sharing problem; a theoretical analysis using evolutionary game and system dynamics, Journal of Hydrology. 582:124521. 1-10.
34.Zeng, Y., Li, J., Cai, Y., Tan, Q., and Dai, C. 2019. A hybrid game theory and mathematical programming model for solving trans-boundary water conflicts. Journal of Hydrology, 570: 666-681.
35.Ziolkowska, J.R. 2015. Shadow Price of Water for Irrigation: A Case of the High Plains. Agricultural Water Management, 153: 20-31. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 532 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 251 |