تخصیص بهینه منابع آب مخازن چاه نیمه با استفاده از مدل‌های نظریه بازی‌ها

غفاری مقدم, زهرا; کیخا, احمدعلی; صبوحی, محمود

تخصیص بهینه منابع آب مخازن چاه نیمه با استفاده از مدل‌های نظریه بازی‌ها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ کارشناس ارشد /اقتصاد کشاورزی،دانشگاه زابل، ایران

² استاد/ یار گروه اقتصاد کشاورزی دانشگاه زابل، ایران

چکیده

مدل تخصیص مشارکتی آب به عنوان یک مدل جامع برای تخصیص کارا و منصفانه آب در یک حوزه رودخانه طراحی شده است. این مدل شامل دو مرحله می‌باشد: مرحله اول، تخصیص اولیه آب، که با استفاده از مدل لکسیکوگرافیکی حداقل- حداکثر نسبت کمبود آب، آب بین مصرف کنندگان تخصیص داده می‌شود و مرحله دوم،تخصیص مجدد آب و منافع خالص جهت رسیدن به یک تخصیص کارا و بهینه از طریق انتقال آب که شامل سه زیر مدل برنامه‌ریزی آب آبیاری، مدل هیدرولوژیکی ـ اقتصادی حوزه رودخانه و تئوری بازی مشارکتی می‌باشد. این بررسی به منظور تخصیص بهینه منابع آب مخازن چاه نیمه با از استفاده مدل‌های نظریه بازی‌ها در یک دوره 12 ماهه درسال 1384 انجام شد. نتایج حاصل از تخمین مدل لکسیکوگرافیکی حداقل- حداکثر نسبت کمبود آب نشان داد، نسبت رضایتمندی برای آب شرب از 89/0 تا 1 متغیر بوده که برای بخش کشاورزی بین 1 تا 49/0 و برای آب تخصیصی به مخازن این نسبت برای همه ماهها کمتر از یک بدست آمد. نتایج حاصل از مدل هیدرولوژیکی ـ اقتصادی حوزه رودخانه نشان دادند که سود و مقدار آب تخصیصی در کل دوره مورد بررسی برای آب شرب در حالت تخصیص بهینه نسبت به تخصیص اولیه افزایش و برای بخش کشاورزی کاهش یافته است. در جریان تخصیص مجدد سود بر مبنای مفهوم ارزش شاپلی بیشترین سود متعلق به آب شرب زاهدان بود که دارای بیشترین دریافتهای جانبی از دیگر شرکاء و منافع افزوده درکل دوره می‌باشد. کمترین سود نیز متعلق به بخش کشاورزی بوده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Optimum Water Resources Allocation Using Game Theory

نویسندگان [English]

Z Ghaffari Moghadam ¹
A Keikhah ²
M Sabouhi ²

¹ MSc. Agricultural Economics, University of Zabol, Iran

² Assistant professor, Agricultural Economics Department, University of Zabol, Iran

چکیده [English]

A Cooperative Water Allocation Model (CWAM) as a comprehensive model for efficient and equitable allocation of water in a river basin is designed. This model comprised of two steps: first the initial allocation of water using Lexicographic Minimax Ratio of Water Shortage (LMWSR), and second, water reallocation and net benefit for an efficient and optimal allocation of water transfer model. The second step can usethe followings: Irrigation Water Planning Model (IWPM); Hydrologic-Economic River Basin Model (HERBM) and Cooperative Reallocation Game (CRG).
This study is performed in order to optimize the allocation of water resources of Chahnimeh natural reservoirs in a 12 month term (April 2005 to March 2006) using Game Theory. The results of LMWSR model showed a satisfaction ratio of 1 to 0.89 for domestic water and 1 to 0.49 for agricultural sector. For allocating water to the reservoirs this ratio is less than 1 for all months.
The HERBM model results showed that the total allocation and profit of domestic water is increased in the optimal allocation compared to the initial allocation. These are decreased for agricultural compared to the initial allocation. The reallocation of benefits based on the concept of Shaply value showed that the maximum benefit obtained for the domestic water of Zahedan City which drew the maximum side payment and added value from other stakeholders in the whole period. The least benefit belongs to the agricultural sector

کلیدواژه‌ها [English]

game theory
Water allocation
Chahnimeh reservoirs
Sistan

مراجع

شرکت سهامی‌آب و منطقه‌ای سیستان و بلوچستان، (1383)، گزارش وضعیت منابع آبی استان سیستان و بلوچستان. زاهدان.

قهرمان، ب. و ع. سپاس خواه. (1384)،"مدیریت بهره برداری از مخازن سدها"، تحقیقات منابع آب ایران، 1(2):1-15

Abrishamchi, A., Danesh-Yazdi, M., and Tajrishy, M. (2011), “Conflict resolution of water resources allocations using game theoretic approach: the case of orumieh river basin in Iran.” AWRA 2011 summer specialty conference. Snowbird, Utah

Dinar, A., and Letey, J. (1996), “Modeling economic management and policy issues of water inirrigated agriculture”. Praeger Publishers.

Ganji, A., Karamouz , M. and Khalili, D. (2006), “Development of stochastic dynamic Nash game model for reservoir operation. I. The symmetric stochastic model with perfect information.” Advances in Water Resources, 30 (2007), pp. 528–542

Guldmann, J.M., Kucukmehmetoglu, M. (2004), “International Water Resources Allocation and Conflicts: The Case of the Euphrates and the Tigris.” 42nd European Congress of the Regional Science Association, August 27-31, 2002, in Dortmund, Germany

Kehkha, A., Cacho,O. and Hardaker, B. (2004), “water resource management focusing on drought mitigation in iran: the case of the sistan region.” 48^thAnnual conference of the Australian Agricultural and Resource Economic Society, Melbourne February 11^th to 13^th.

Mahan, R.C., Horbulykb,T. M. and Rowse, J. G. (2002), “Market mechanisms and the efficient allocation of surface water resources in southern Alberta.” Socio-Economic Planning Sciences. 36, pp. 25–49.

Madani, K. (2010), “Game theory and water resources.” Journal of Hydrology, 381, pp. 225-238

Owen, G. (1995), “Game Theory” (3rd edition) Academic Press, New York.

Savenije, H.H.G., and Van der Zaag, P. (2000), “Conceptual framework for the management of shared river basins; with special reference to the SADC and EU.” Water Policy, 2, pp. 9-45.

Salazar, R., Szidarovszky, F., Coppola, E. and Rojano,A. (2007), “Application of game theory for a groundwater conflict in mexico,” J. Environ. Manage, 84, pp. 560-571.

Wang, L., Fang,L. Hipel, K.W. (2006), “Basin-wide cooperative water resources allocation: Part II. Water and net benefits reallocation,” Technical Report No. 216-SM-280806, Department of Systems Design Engineering, University of Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada.

Wang, L., Fang,L. and . Hipel, K.W. (2007), “Mathematical programming approaches for modeling water rights allocation,” J Water Resour Plan Manage, 133(1), pp. 50–59

Wang, L. (2005), “Cooperative water resources allocation among competing users,” Ph.D. thesis, Department of Systems Design Engineering, University of Waterloo,

Xu, Z., Kawamura,A., Jinno, K. and Kito. (1996), “Decision support system for water-supply risk management.” Proc. Int. Conf. on Ind. & Eng. Appl. of Artif. Intel. & Exp. Syst. Fukuoka, Japan, pp. 234–240