عنوان

تسهیم بهینه آب رود بین مرزی مبتنی بر تئوری بازیها و اقتصاد محیط زیست: مطالعه موردی رود ارس

پ۲۶۴۵۳

per

تسهیم بهینه آب رود بین مرزی مبتنی بر تئوری بازیها و اقتصاد محیط زیست: مطالعه موردی رود ارس

محمود رشیدی

عمران

۱۴۰۰

۱۵۲ص.

سی دی

دکتری

مدیریت منابع آب

۱۴۰۰/۱۰/۲۰

تخصیص آب فرآیندی مبتنی بر شناسایی ذینفعان، ارزیابی میزان آب مورد نیاز هر واحد و همچنین برآورد حجم منابع آب تجدیدپذیر در دسترس است. ذینفعان یک منبع مشترک، می¬تواند چندین فرد، استان و یا کشور، با حجم آب مورد نیاز مختلف باشد. منبع آب مشترک نیز شامل رودخانه، سد و یا منبع آب زیرزمینی است. بنابراین بین ذینفعان در خصوص استفاده از این منبع تضاد رخ خواهد داد. رودخانه¬های بین مرز چندین کشور، نمونه¬ای از این تضاد با خصوصیات منحصربفرد است. موقعیت کشورها نسبت به رودخانه (بالادست یا پایین¬دست)، بهره¬وری اقتصادی ناشی از مصرف آب هر کشور، میزان وابستگی هر کشور به پتانسیل تولید آب تجدیدپذیر در داخل مرزهای خود و یا آب بالادست، از جمله عوامل مهم در نحوه تبادلات آبی در یک حوضه رودخانه بین¬مرزی هستند. در یک حوضه آبریز مشترک هیدرولوژی حوضه، وجود یا عدم وجود تنش آبی در حوضه، تضاد کشورها در خصوص تسهیم آب، اکوسیستم رودخانه، بهره¬وری کشاورزی و عملکرد اقتصادی کشورها، نیاز زیست¬محیطی رودخانه نیاز به مطالعه دارند. در این رساله تنها به بررسی امکان تشکیل ائتلاف میان کشورهای حاشیه رود ارس به عنوان یک حوضه فرامرزی جهت تامین نیاز زیست¬محیطی رود پرداخته شده است. برای دستیابی به این مهم، ابتدا جریان زیست¬محیطی در پایین دست حوضه بر اساس رواناب بالقوه سالانه تخمین زده شده و سپس، رابطه بین ارزش افزوده کشاورزی به عنوان پارامتر وابسته و متغیرهایی مانند رواناب پتانسیل سالانه، سرمایه در بخش کشاورزی، نیروی کار و میزان مصرف انرژی در بخش کشاورزی با استفاده از مدل¬ معادلات رگرسیون پانلی و معادلات رگرسیون به ظاهر نامرتبط برآورد شده است. در ادامه، یک بازی همکارانه مفهومی بر اساس دو پیش فرض: 1- سهم اولیه¬ای برای هر کشور جهت تامین نیاز زیست¬محیطی براساس میانگین رواناب پتانسیل سالانه در هر رودخانه تنظیم شود. 2- تامین کل نیاز زیست¬محیطی رودخانه، مورد قبول تمامی کشورها مدل شده است. با توجه به محاسبات هیدرولوژی، ترکیه 35 درصد، ارمنستان 35 درصد، ایران 23 درصد و آذربایجان تنها 11 درصد از آورد پتانسیل سالانه ارس را تامین می¬کنند. در نهایت با بررسی تشکیل ائتلاف¬های مختلف و برآورد سود کشورها در هر ائتلاف و همچنین ائتلاف بزرگ (مشارکت تمامی کشورها)، سود حاصل از ائتلاف بزرگ بین کشورها، با استفاده از مفهوم ارزش شاپلی و راه¬حل چانه¬زنی نش، بازتوزیع می¬شود. علاوه بر این، در رساله حاضر به بررسی و برآورد قدرت کشورها در چهار مولفه قدرت جغرافیایی، قدرت ابزاری، قدرت چانه¬زنی و قدرت معنایی نیز پرداخته شده است. با استفاده از راه¬حل چانه¬زنی نش نامتقارن، از نتایج بخش آنالیز قدرت نیز در بازتوزیع سود حاصل از ائتلاف بزرگ استفاده کرد تا نتایج به واقعیت انطباق بیشتری داشته باشد. در نتیجه با بررسی تعادل نش در بازی همکارانه بین کشورها، یک تعادل نش مغلوب مربوط به عدم شرکت کشورها در ائتلاف و یک تعادل نش غالب نیز شامل ائتلاف بزرگ با مشارکت تمامی کشورها شکل گرفته است. نتایج حاصل نشان داده که در تعادل نش غالب (حالت همکاری)، ترکیه، ارمنستان، ایران و آذربایجان به ترتیب 3.4درصد، 11.7 درصد، 16.3 درصد و 11 درصد سود بیشتری نسبت به حالت عملکرد منفرد کسب می¬کنند. بنابراین در نهایت توصیه می¬شود چهار کشور حوضه ارس تعامل بیشتری در برنامه¬ریزی آب داشته و شورای همکاری اقتصادی آبی حوضه آبریز ارس را تشکیل داده و با تعیین نقشه راه، چشم¬اندازهای همکاری بین کشورها در آینده با محوریت آب را ترسیم کنند.

Abstract:Water allocation is a process based on identifying stakeholders, assessing the amount of water required by each unit, as well as estimating the volume of renewable water resources. Stakeholders of a common resource, that is river, dam or groundwaters, are mainly provinces or countries, with dynamic water needs. Therefore, there will be conflict between stakeholders regarding the use of this resource. Rivers between several countries with unique characteristics are an example of this conflict. The position of a country in relation to the river (upstream or downstream), economic productivity due to water consumption of each country, the dependency of each country on its own annual renewable runoff are some of the important factors in a transboundary river basin. In a shared basin, it would be usefull to study the hydrology (water cycle), the severity of water stress in the basin, the water conflict between countries, river ecosystem, agricultural productivity and economic performance of countries and the environmental needs. In this dissertation, only the possibility of forming a coalition between the countries along the Aras River (as a transboundary basin) to meet the environmental flow downstream. To achieve this, first, the environmental flow downstream is estimated based on the annual potential runoff. Then, the relationship between agricultural value added as a dependent parameter and variables such as annual potential runoff, capital in agriculture, labor and energy consumption in agriculture are estimated using the panel regression equations and/or seeemingly unrelated equations. Finally, a conceptual cooperative game is formed based on two assumptions: 1- The initial contribution for each country to meet the environmental needs should be adjusted based on the average annual potential runoff in each river. 2- Meeting the total environmental needs of the river is accepted by all countries. According to hydrological calculations, Turkey provides 35%, Armenia 35%, Iran 23% and Azerbaijan only 11% of the annual potential runoff in the basin. Finally, by examining the formation of different coalitions as well as the grand coalition (participation of all countries), the payoffs of the countries in each coalition are estimated using the concept of Shapley value and Nash bargaining solution. Then the payoff of the grand coalition is redistributed between countries. In addition, the power of countries in the four components of geographical power, material power, bargaining power and ideational power are estimated. Symmetric and asymmetric Nash bargaining solution is used to redistribute the grand coalition's payoff. As a result, by invetigating Nash equilibrium in the cooperative game between countries, two equilibriua point arised: a defeated Nash equilibrium related to the non-participation of countries in the coalition and a dominant Nash equilibrium including the grand coalition with the participation of all countries. The results show that in the dominant Nash equilibrium (cooperation mode), Turkey, Armenia, Iran and Azerbaijan gain 3.4%, 11.7%, 16.3% and 11% more profit than the single performance mode, respectively. Therefore, it is recommended that the four countries of the Aras Basin participate in more shared water planning projects and form the Aras Basin Water Economic Cooperation Council and determine the roadmap for future cooperation with mainly water topics.

Optimum Allocation of Transboundary River Flow based on Game Theory and Environmental Economics: A Case Study of Aras, Transboundary River Basin

‏رشیدی،

‏محمود

تهيه کننده

‏ضرغامی،

‏پیش بهار،

فلاحی،

‏مهدی

‏اسماعیل

‏فیروز

استاد راهنما

استاد مشاور

استاد مشاور

‏ تبریز