تخصيص بهينه منابع آب زاينده‌رود بين استان‌هاي چهارمحال بختياري، اصفهان و يزد با استفاده از نظريه بازي‌ها

Optimal Allocation of Zayanderood River AmongChaharmahal&Bakhtiary, Yazd and Isfahan Provinces

آب رودخانه زاينده‌رود در استان‌هاي چهارمحال و بختياري، اصفهان و يزد در بخش‌هاي مختلف كشاورزي، صنعت و شرب به صورت رقابتي استفاده مي‌شود. در اين پژوهش به اين سوال پاسخ داده مي شود كه از ديدگاه اقتصادي، مقدار بهينه تخصيص منابع آب بين بخش‌ها و استان‌هاي مختلف چقدر است؟ براي پاسخ به اين سوال از نظريه بازي‌‌ها، مدل بهينه­ يابي غيرخطي و توابع تقاضاي سال 1392 استفاده‌ شد. با حداكثر­سازي اضافه رفاه مصرف‌كنندگان بخش‌‌هاي شرب سه استان، بخش كشاورزي استان اصفهان و چهارمحال و بختياري و بخش صنعت استان اصفهان، ميزان تخصيص بهينه در حالت‌هاي مختلف همكاري و غير همكاري در قالب ائتلاف‌هاي سه‌گانه و دوگانه، ضمن بررسي وجود هسته، مشخص شد. نتايج اين پژوهش نشان داد كه در صورت همكاري بين بخش‌هاي مختلف سه استان، اضافه رفاه كل نسبت به شرايط عدم همكاري به ميزان 2/95% افزايش پيدا خواهد كرد. در صورت ايجاد ائتلاف همكاري كامل بين سه استان، اضافه رفاه استان اصفهان به ميزان 6/10% و استان يزد به ميزان 0/09% نسبت به شرايط عدم همكاري افزايش خواهد يافت اما اضافه رفاه استان چهارمحال و بختياري به ميزان 24/49% كاهش پيدا خواهد كرد. ليكن از محل افزايش در اضافه رفاه استان‌هاي اصفهان و يزد مي‌توان كاهش در اضافه رفاه استان چهارمحال و بختياري را جبران نمود. درصورتي‌كه تخصيص در حالت ائتلاف سه‌گانه به ‌صورت شاپلي در بين بازيكن‌ها انجام بگيرد، تخصيص در هسته قرارگرفته و مكانيزم خودكاري ايجاد مي‌شود كه درنهايت موجب شكل‌گيري ائتلاف سه‌گانه خواهد شد.

Water of Zayandehrood River is used as rival in the agriculture, industry and domestic sectors of Chaharmahal & Bakhtiari, Isfahan and Yazd provinces. In this study we answer to this question: How water resources must be optimally allocated among these sectors? In this regards game theory, a nonlinear programming model and demand functions in 2013 were used to maximize the consumers’ surplus in domestic sector of all provinces, agricultural sector of Isfahan and Chaharmaha l& Bakhtiari and the industry sector of Isfahan province. The different forms of cooperation as triple and dual form of coalitions were investigated and the existence of core was checked. The results showed that in the cooperative scenario among the different sectors of the three provinces, the consumer surplus will increase 2.95% compare to the non-cooperation scenario. In the cooperative scenario the consumer surplus will be increased respectively 6.1% and 0.09% in the Isfahan and Yazd provinces, whereas decreased 24.49% in Chaharmahal & Bakhtiary province. However, this consumer surplus reduction can be compensated from increased surplus in two other provinces. If the allocation forms in the Shapley structure in triple coalition among the players, the allocation will be located in the core and the automatic mechanism will be created that finally forms the Triple coalition.