کاربرد نظریه بازی‌ها در تعیین برداشت بهینه منابع آب (مطالعه‌ی موردی:حوضه آبریز قره سو)

سابقه و هدف: تعیین میزان بهینه‌ی مصرف آب در کشوری مانند ایران که درصد زیادی از مساحت آن را اقلیم‌های خشک و نیمه خشک دربر گرفته است از اهمیت خاصی برخوردار است. تا کنون روش‌های متعددی از جمله برنامه‌ریزی خطی و آرمانی بدین منظور مورد استفاده قرار گرفته است. استفاده از روشی موسوم به نظریه بازی‌ها نیز در حل مسائل مدیریتی که با تضاد میان اهداف مواجه‌اند می‌تواند رویکردی متفاوت جهت بهینه‌سازی مصرف آب در بخش کشاورزی ارائه کند. لذا در این پژوهش الگوی کشت بهینه و میزان بهره‌برداری بهینه با استفاده از نظریه بازی‌ها در حوضه آبریز قره‌ سو تعیین گردید. مواد و روش: استان گلستان علی‌رغم قرار گرفتن در نواحی شمالی ایران از سهم بارش کمتری نسبت به سایر استان های شمالی برخوردار است. و همچنین بخش اعظمی از نیاز آبی در این استان از منابع آب‌ زیرزمینی تامین می‌گردد که در صورت عدم مدیریت صحیح آن، با خطرات کاهش سطح تراز سفره‌ی آب زیرزمینی مواجه خواهد شد. بر این اساس شهرستان‌های گرگان و کردکوی واقع در غرب استان گلستان که در حوضه آبریز قره‌سو واقع شده‌اند به عنوان منطقه مطالعاتی در نظر گرفته شده‌اند. پس از تهیه‌ی داده‌های مورد نیاز شامل اطلاعات مربوط به سطح زیرکشت، هزینه تولید و قیمت فروش محصولات عمده، نیاز خالص آبیاری با لحاظ راندمان آبیاری محاسبه و همچنین اطلاعات مربوط به پتانسیل منابع آب و تغذیه آبخوان از شرکت سهامی آب منطقه‌ای استان گلستان تهیه گردید. پس از آماده‌سازی داده‌ها با درنظر گرفتن قیود محدودیت منابع آبی و اراضی قابل کشت و در نظر گرفتن توام اهداف اقتصادی و زیست محیطی میزان بهینه بهره‌برداری با استفاده از نظریه بازی‌ها به کمک روش‌های حل تضاد که شامل چهار روش راه حل نامتقارن نش، کلی- اسمردینسکای، مساحت یکنواخت و ضررهای مساوی تعیین گردید. یافته‌ها: نتایج سه روش راه حل نامتقارن نش، راه حل نامتقارن کلی-اسمردینسکای و راه حل نامتقارن ضررهای یکسان میزان برداشت بهینه از منابع آب را در حالی که برای اهداف اقتصادی و زیست محیطی وزن یکسانی درنظر گرفته شود، یکسان و برابر با 205 میلیون متر مکعب در سال و میزان برداشت بهینه با استفاده از راه حل نامتقارن سطوح یکنواخت برابر با 183 میلیون مترمکعب در سال نتیجه شد. که این مقدار برای حالتی است که برای اهداف اقتصادی وزن 575/0 و برای اهداف زیست محیطی وزن 425/0 در نظر گرفته شود. براین اساس می‌توان مقدار بهره‌برداری از منابع آب را به میزان 43 تا 49 درصد کاهش داد تا اهداف زیست محیطی نیز تامین گردد. در این روش، کاشت محصولاتی از قبیل پنبه، گوجه‌فرنگی، جو و سویا در گرگان و جو در شهرستان کردکوی پیشنهاد نمی‌گردد، همچنین بیشترین سطح زیرکشت در شهرستان گرگان به گندم و در شهرستان کردکوی به سویای بهاره‌ی دیم اختصاص می‌یابد. نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که الگوی کشت فعلی در وضعیت بهینه نبوده و همچنین میزان بهره‌برداری فعلی بیشتر از مقدار تغذیه آبخوان می-باشد. بنابراین با استفاده از نظریه بازی‌ها می‌توان الگوی کشت و میزان بهره‌برداری بهینه را به گونه‌ای تعیین نمود که هر دو هدف اقتصادی و زیست محیطی با اعمال وزن‌های متفاوت در نظر گرفته شوند.

Keywords:

نظریه‌بازی‌ها , میزان بهینه بهره‌برداری , الگوی کشت بهینه , مدیریت منابع آب , حل تضادها