تخصیص بهینة آب با استفاده از تئوری‌بازی‌‌های همکارانه مطالعة موردی: حوضة آبریز زاینده‌رود

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی محیط‌‌زیست، دانشکدة محیط‌زیست، دانشگاه تهران

2 استادیار گروه مهندسی محیط‌زیست، دانشکدة محیط‌‌ زیست، دانشگاه تهران

3 دانشیار گروه مهندسی محیط‌زیست، دانشکدة محیط‌زیست، دانشگاه تهران

چکیده

پیامدهای اجتناب‌ناپذیر سیر افزایشی تقاضای آب و کاهش منابع، موجب اعمال سیاست‌های مختلف مدیریتی به منظور رسیدن به بهینه‌ترین میزان تخصیص آب شده است. محیط‌زیست به‌منزلة یکی از عناصر اصلی نیازمند آب، همواره پذیرای خسارات ناشی از تخصیص‌نیافتن منابع آبی بوده است. هدف از این پژوهش، بررسی و انتخاب سیاست‌های پایدار تخصیص آب به ذی‌نفعان مختلف است به طوری که آب با کیفیت و میزان مناسب برای ادامة حیات پیکرة آبی در دسترس باشد و اهداف اقتصادی هر یک از ذی‌نفعان نیز تأمین شود و بین ذی‌نفعان و محیط‌زیست (پیکرۀ آبی) توافق به وجود آید. بدین منظور، محیط‌زیست به‌منزلۀ آب‌بر مستقل در مدل بهینه‌سازی الگوریتم ژنتیک و بازیکن مستقل در بازی‌های همکارانه لحاظ شده است. در این مطالعه، حوضة آبریز زاینده‌رود و باتلاق گاوخونی به‌منزلۀ منابع ارزشمند اکولوژیک و آبی کشور که تأمین‌کنندۀ نیازهای آبی مانند شرب، صنعت و کشاورزی‌اند، انتخاب شده‌اند. هدف از این تحقیق تأمین همزمان بیشترین بهره‌وری اقتصادی و برقراری حداقل شرایط مطلوب تأمین آب برای تالاب است. تخصیصی که تأمین حداقل نیاز آبی تالاب برابر 140 میلیون متر مکعب در سال در آن لحاظ شود، ایده‌آل‌ترین رویکرد است. با وجود این، در نتیجۀ اعمال سناریوهای مختلف با متدولوژی پیشنهادی این تحقیق، سناریویی که حداکثر نیاز ذی‌نفعان را تأمین کند، برتر از سایر رویکردهاست، به صورتی که 3/87 درصد نیاز آبی تالاب برای حفظ شرایط مطلوب آن تأمین می‌شود. از طرف دیگر، با تخصیص آب به سایر ذی‌نفعان، سود تخصیصی به بخش‌های کشاورزی، صنعت و محیط‌زیست در این رویکرد بیشترین میزان خود را دارد و به ترتیب برابر با 38/2057، 55/622 و 208 میلیون دلار در 10 سال است.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


سلطانی، س. 1388. تعیین حداقل آب مورد نیاز (حقابه) باتلاق گاوخونی، مطالعات مشترک دانشگاه صنعتی اصفهان و محیط‌زیست استان اصفهان، چاپ‌نشده.
کریمی، ا. نیکو، م. کراچیان، ر. شیرنگی، ا. 1391. ارزیابی قابلیت تأمین بلندمدت آب در حوضة آبریز زاینده‌رود تحت تأثیر طرح‌های انتقال آب با بهینه‌سازی چنددوره‌ای، پژوهش آب ایران، سال ششم، شمارة 11.
مهندسین مشاور یکم. 1382. مطالعات بهنگام‌سازی طرح جامع آب کشور- حوضة گاوخونی.
نیک‌سخن، م. کراچیان، ر. 1387. مدیریت کیفیت آب رودخانة مبتنی بر مدل تصمیم‌گیری مجوز تخلیۀ بار آلودگی، رسالة دکتری دانشکدة فنی، دانشگاه تهران.
Abrishamchi, A., Danesh-Yazdi, M., Tajrish, M. 2011. Conflict Resolution of Water Resources Allocation Using Game Theoretic Approach: the case of orumieh river basin in Iran, AWRA Summer Specialty Conference
Ardakanian, R. 2005. Optimization the coordination of hydro and thermal plant: the HTCOM model. The International Journal on Hydropower & Dams.
Coad, B.W. 2010. Xeric Freshwaters and Endorheic (Closed) Basins. Freshwater Ecoregions of the Words (FWOW) Site.
Dinar, A., and Wolf, A. T. 1994. International Markets for Water and the Potential for Regional Cooperation: Economic and Political Perspectives in the Western Middle East, Economic Development and Cultural Change.
Dufournaud, C. 1982. On the Mutually Beneficial Cooperative Scheme: Dynamic Change in the Payoff Matrix of International River Basin Schemes, Water Resources Research.
Ganji, A., Karamouz, M. and Khalili, D. 2007. Development of stochastic dynamic Nash game model for reservoir operation.I. The symmetric stochastic model with perfect information, Advances in Water Resources
Gohari, A., Eslamian, S., Abedi, J., Massah, A., Wang, D., and Madani, K. 2013. Climate change impacts on crop production in Iran's Zayandeh-Rud River Basin. Science of The Total Environment.
Goldberg, D. E. 1989. A comparative Analysis of selection Scheme Used in Genetic Algorithms, Foundation of Genetic Algorithms, morgan Kaufman, San Mateo, Calif.
Haab, T. C., and McConnell, K. E. 2002. Valuing Environmental and Natural Resources. Edward Elgar Publishing Limited, Cheltenham, UK.
Lejano, R. P., and Davos, C. A. 1995. Cost Allocation of Multiagency Water Resource Projects: Game-Theoretic Approaches and Case Study, Water Resources Research.
Madani, K. 2010. Game theory and water resources, Journal of Hydrology.
Madani, K. 2011. Hydropower licensing and climate change: Insights from cooperative game theory, Advances in Water Resources.
Mahboubi Sufiani, N. 1996. Liminological study and environmental balance of interior water of the Gaw Khuni swamp, Esfahan Environment Authority.
Mansoori, J. 1997. Ramsar Report for Gavkhouni Lake and Marshes of the Lower Zaindeh Rud. The Ramsar Sites Database.
Michalewics, Z. 1992. Genetic Algorithms + Data Structures=Evolution Programs, Springer.
Moeinian, M. T. 2000. The impact of drought on ecological factors of the Gaw-Khuni swamp, Esfahan Environment Authority.
Morid, S., and Massah, A. R. 2004. Modeling Zayandeh Rud basin under climate change. Proceeding of Conference on Hydrology: Science and practice for the 21st century London, UK.
Nikouei, A., Zibai, M., Ward, F. 2012. Incentives to adopt irrigation water saving measures for wetlands preservation: An integrated basin scale analysis, Journal of Hydrology.
Roe, T., and Diao, X. 1997. The Strategic Interdependence of a Shared Water Aquifer: A General Equilibrium Analysis, Dordecht: Kluwer Academic Publishers.
Rogers, P. 1969. A Game Theory Approach to the Problems of International River Basins, Water Resources Research
Salemi, H. R., and Murray-Rust, H. 2002. Water Supply and Demand Forecasting in the Zayandeh Rud basin. Iran. IAERI-IWMI Research Reports.
Vakil, H. A. 2006. Gavkhooni Swamp to Turn into an International Tourism Destination. Skyscrapercity: Tourism Infrastructure, Development and News.
Wang, L., Fang, L., Hipel, K.W. 2008. Basin-wide Cooperative Resources Allocation, European Journal of Operational Research.
Wardlaw, R., and Sharif, M. 1999. Evaluation of Genetic Algorithms for Optimal Reservoir System Operation, Journal of Water Resources Planning and Management.