هم بست آب، غذا و جوامع شهري با استفاده از رويكرد پويايي سيستم ها و نظريه بازي ها در محدوده مطالعاتي شهر اصفهان

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

كشاورزي

كارشناسي ارشد

رشد روزافزون شهرسازي و تقاضاي آب در جوامع شهري از يك طرف و كاهش نزولات جوي و عدم توازن زماني و مكاني آن از سوي ديگر، تامين آب در بخش¬هاي مختلف را با مشكلاتي مواجه نموده است. چالش¬هاي مديريت منابع آب براي تامين نياز هاي خانگي، صنعتي، كشاورزي، فضاي سبز و خدمات شهري و همچنين ارتباط بين منابع آب، غذا و مطلوبيت اجتماعي حاصل از اين¬ها در مناطق خشك و نيمه خشك مانند مناطق وسيع ايران تبديل به يك مسئله مهم و پيچيده شده است. شهر اصفهان به واسطه قرار داشتن در اقليمي نسبتا خشك وضعيت بدتري نسبت به شهرهاي ديگر دارد. رشد جمعيت و محدوديت منابع آب در دسترس در اين شهر باعث ايجاد نگراني براي تامين آب مورد نياز بخش¬هاي مختلف شده است. از اين رو، مديريت منابع آب به منظور ايجاد تعادل بين مصارف مختلف شهري و منابع آب موجود در اين منطقه حائز اهميت است. از اين رو رويكرد همبست يكي از راهكارهاي اساسي براي برطرف نمودن مشكل كمبود آب در قسمت¬هاي مختلف مي¬باشد. به همين¬منظور در اين پژوهش يك مدل يكپارچه مديريت سيستم آب شهري بر مبناي رويكرد پويايي سيستم¬ها براي همبست آب، غذا و جوامع شهري توسعه داده شد. در اين مطالعه، داده¬هاي مربوط به سال¬هاي 1396 الي 1400 جمع¬آوري شده و از بهينه¬سازي خطي با سه هدف اقتصادي، زيست¬محيطي و مطلوبيت اجتماعي براي بيشينه كردن سود بخش¬هاي صنعت و كشاورزي، بيشينه كردن ميزان تغذيه و كاهش برداشت از آبخوان و دست¬يابي به بيشينه مطلوبيت اجتماعي ساكنان شهر اصفهان استفاده شده است. به بيان ديگر، سه هدف متناقض در كنار يكديگر استفاده شده و اين به معني رهيافتي است كه بتواند چند هدف را در خود ببيند. نتايج نشان داد كه با بيشينه نمودن تابع اقتصادي، تابع زيست محيطي كمينه خواهد شد و ميزان برداشت نسبت به ميزان تغذيه آبخوان به طور قابل توجهي افزايش خواهد يافت. درواقع اگر توليد سود اقتصادي برابر با 97/27 همت باشدكه معادل با بيشينه سود اين بخش است، برداشت از منابع زيرزميني حدود 150% (900 ميليون مترمكعب) بيشتر از شرايط حال خواهد بود كه در تضاد با هدف زيست-محيطي(تغذيه به آبخوان) مي¬باشد. از طرف ديگر با افزايش ميزان تغذيه (به اين معني كه تغذيه¬ها در بيشينه حالت خود و برداشت¬ها در كمترين حالت خود باشد) تابع اقتصادي كمترين سود( 83/18 همت) را خواهد داشت. اين دو تابع تا حدود زيادي با يكديگر در تعارض هستند و تابع مطلوبيت اجتماعي(شاخص تركيبي) نيز با هر يك از اين دو تابع تعارضاتي خواهد داشت به اين ترتيب كه هرچه به سمت افزايش مطلوبيت اجتماعي حركت شود، ميزان تابع زيست¬محيطي كاهش مي¬يابد. درواقع اگر مطلوبيت اجتماعي در بيشينه خود باشد، نه تنها تغذيه¬اي به آبخوان نمي¬شود بلكه 214 ميليون مترمكعب برداشت از آبخوان را به دنبال دارد. بنابراين، بهينه¬سازي به منظور حل تعارضات جوابي دور از دسترس ايجاد نموده است. از اين رو براي حل مسئله از راه حل نظريه بازي¬ها براي حل تعارضات بوجود آمده استفاده شده است. در مرحله دوم به منظور حل تعارضات به وجود آمده بين اهداف، اين اهداف متضاد را در مقابل هم قرار داده و از راه فرآيند چانه¬زني(به عنوان يكي از بهترين روش¬هاي نظريه بازي¬ها با توجه به شرايط اين مسئله) جواب بهينه نش براي پنج سال مختلف به دست آمده است. ويژگي تعادل نش حاصل شده از فرآيند الگوريتمي چانه¬زني اين اطمينان را مي¬دهد كه هر بازيگر بهترين تصميم خود را در برابر قيود تحميل شده از سوي بازيگر ديگر اتخاذ كرده است. به بياني ديگر، در اين نقطه هيچ يك از سه طرف نمي-توانند منافع بيشتري را به دست آورند و لذا، سه بازيگر به تعادل مي¬رسند و تخصيص منابع آب صورت مي¬گيرد.

219956

منابع آب

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان