حل مناقشات در مديريت تخصيص منابع آب با استفاده از نظريه بازي،مطالعه موردي: حوضه آبريز درياچه اروميه

Conflict Resolution of Water Resources Allocations Using the Game heoretic Approach: The Case of Orumieh River Basin

در سالهاي اخير، پيامدهاي اجتناب‌ناپذير سير صعودي تقاضا و همچنين كاهش ذخاير منابع طبيعي مختلف، به‌خصوص آب، موجب افزايش مناقشات در زمينه چگونگي بهره‌برداري و همچنين تخصيص آنها به ذينفعان مختلف شده است. رويكرد تخصيص آب صرفاً براساس حقابه اوليه معمولاً منجر به استفاده كارآمد از آب در كل يك حوضه آبريز نخواهد شد. در اين ميان، نياز به يك روش جامع و پايدار به‌منظور انجام تخصيص به‌نحوي كه تمامي گروههاي ذينفع در بالاترين سطح رضايت قرار داشته باشند، ضرورري به نظر مي‌رسد. يكي از اين روشها، نظريه بازي بوده كه به‌كمك ابزارهاي موجود در آن، مي‌توان به تخصيص منابع مورد استفاده مشترك توسط ذينفعان مختلف با رعايت سه اصل كارآمدي، برابري و پايداري پرداخت. در اين تحقيق ابتدا يك مدل جامع برنامه‌ريزي خطي براي به‌دست آوردن الگوي تخصيص اوليه بر اساس حقابه اوليه كاربران توسعه داده شد. سپس با استفاده از نتايج مدل برنامه‌ريزي منابع آب به‌همراه مفاهيم نظريه بازي مانند هسته، ارزش شاپلي و شاخص پايداري، حالات مختلف همكاري بين ذينفعان مختلف مورد ارزيابي قرار گرفت. در انتها با انتخاب حوضه آبريز درياچه اروميه با منابع آبي محدود و آب‌بران متعدد به‌عنوان مطالعه موردي، كارايي و مزيتهاي بالقوه اين روش نشان داده شد. طبق نتايج مدل بهينه‌سازي، استان كردستان داراي بهترين وضعيت در تامين نيازهاي آبي خود و استان آذربايجان شرقي داراي بيشترين كمبود به لحاظ تامين منابع آبي هر دو بخش كشاورزي و محيط‌زيستي بود. علاوه بر اين با پيروي از الگوي تخصيص ارايه شده، ميزان آب ورودي به درياچه اروميه بيشتر از نيازهاي زيست محيطي آن در طول دوره زماني مورد مطالعه خواهد بود. بنابراين، نتايج حاصل از اين تحقيق حاكي از اين واقعيت بود كه نظريه بازي‌هاي همكارانه به‌همراه يك مدل جامع مديريت منابع آب مي‌تواند به‌طور موثري براي ارزيابي حالات مختلف همكاري در حوضه آبريز درياچه اروميه به‌كار گرفته شود.

During recent years, unavoidable consequences of increased demand for, and decreased supply of, various natural resources, especially water, have caused increased conflict over their exploitation and also allocation to different stakeholders. Water allocations merely based on a water rights approach usually do not make efficient use of water for the whole river basin. Thus, there is a need for a comprehensive and stable allocation method that can satisfy all involved interest groups in the best manner. One of these methods is game theory that can be used to allocate the water resources among riparian parties regarding principles of equity, efficiency and sustainability. In this study, first a comprehensive linear programming model has been developed to achieve the optimal allocation pattern based on the initial water rights of stakeholders. Then, by using the results of the water planning model combined with the game theoretical concepts such as the Core, the Shapely Value, and, the Gately propensity to disrupt index, possible cases of cooperation among riparian parties have been evaluated. Finally, through the case study of the Orumieh River Basin in Iran with scarce water resources and multiple users, effectiveness and potential advantages of this approach have been shown. The results of the optimization model showed that the Kordestan province has the best situation in supplying its demands relative to the other provinces and in contrast, the East Azarbayejan has the most deficiency in supplying its demands in both agriculture and environmental sectors. Moreover, by following the given allocation pattern, the amount of water entering the Lake Orumieh will be more than its environmental demand during the planning. Therefore, the results of this study showed that cooperative game theory can be applied successfully to assess the cases of cooperation in the Orumieh River Basin in conjunction with a comprehensive water planning model