كاربرد نظريه‌ي بازي‌ها در تعيين ميزان برداشت بهينه از سفره هاي آب زيرزميني دشت فيروزآباد

Application of game theory for the optimal groundwater extraction in Firozabad plain

مشكل كم آبي در بيش‌تر استان‌هاي ايران از جمله استان فارس، به دليل پراكندگي و نامنظم بودن بارندگي بسيار محسوس است. از جمله‌ي عوامل ديگري كه مشكل كم آبي را شديدتر كرده است، بهره‌برداري بيش از حد مجاز از آب‌هاي زيرزميني است. در اين تحقيق براي مديريت منابع آب زيرزميني دشت فيروزآباد و تعيين ميزان برداشت بهينه از ذخاير آب‌هاي زيرزميني از نظريه‌ي بازي‌ها استفاده شد. در اين راستا، براي به‌دست آوردن ماتريس تاوان براي دو هدف متعارض (اقتصادي و زيست‌محيطي) و استخراج مرز پارتو يا منحني مبادله از الگوي برنامه‌ريزي خطي و ضريب برداشت بيش از حد استفاده شد. سپس با بهره گيري از چهار روش نظريه‌ي بازي‌ها شامل راه حل نامتقارن نش، راه حل نامتقارن كلي-اسمردينسكاي، راه حل نامتقارن مساحت يكنواخت و راه حل زيان مساوي، ميزان بهينه برداشت از آب‌هاي زيرزميني تعيين شد. در اين مقاله از داده هاي 128 نمونه تصادفي در شهرستان فيروزآباد در سال زراعي 1386-1387 استفاده شده است. نتايج نشان داد هنگامي كه اهداف اقتصادي و زيست‌محيطي از اهميت يكساني برخوردار باشند، ميزان برداشت بهينه در سال 1386-1387 برابر با 79/162 ميليون متر مكعب است

Water scarcity problem due to insufficient rainfall in majority of Iran provinces such as Fars is very important. The other factor that makes the water scarcity problem more intensive is overexploitation of groundwater. In this study, game theory was applied to determine the optimal groundwater exploitation and resources management in Firozabad plain. In order to achieve payoff matrix and extract the Pareto frontier for two conflict objectives (economics and environmental), the linear programming and aquifer overexploitation coefficient were used. Four conflict methods were applied to determinate the optimal groundwater extraction: non-symmetric Nash solution, non-symmetric Kalai-Smorodinsky solution, non-symmetric area monotonic solution and non-symmetric equal loss solution. A random sample of 128 farmers was selected from Firozabad County in 2007-2008. Results show that when environment and economics objectives are assigned equal important, the optimal groundwater withdrawals is 162/79 million m3 in 2007-2008.