رفتن به محتوای اصلی
x
هم بست آب، غذا و جوامع شهری با استفاده از رویكرد پویایی سیستم ها و نظریه بازی ها در محدوده مطالعاتی شهر اصفهان
تاریخ دفاع
مقطع تحصیلی
كارشناسی ارشد
گروه آموزشی
مهندسی آب
استاد

سیدعلیرضا گوهری

رشد روزافزون شهرسازی و تقاضای آب در جوامع شهری از یک طرف و کاهش نزولات جوی و عدم توازن زمانی و مکانی آن از سوی دیگر، تامین آب در بخش¬های مختلف را با مشکلاتی مواجه نموده است. چالش¬های مدیریت منابع آب برای تامین نیاز های خانگی، صنعتی، کشاورزی، فضای سبز و خدمات شهری و همچنین ارتباط بین منابع آب، غذا و مطلوبیت اجتماعی حاصل از این¬ها در مناطق خشک و نیمه خشک مانند مناطق وسیع ایران تبدیل به یک مسئله مهم و پیچیده شده است. شهر اصفهان به واسطه قرار داشتن در اقلیمی نسبتا خشک وضعیت بدتری نسبت به شهرهای دیگر دارد. رشد جمعیت و محدودیت منابع آب در دسترس در این شهر باعث ایجاد نگرانی برای تامین آب مورد نیاز بخش¬های مختلف شده است. از این رو، مدیریت منابع آب به منظور ایجاد تعادل بین مصارف مختلف شهری و منابع آب موجود در این منطقه حائز اهمیت است. از این رو رویکرد همبست یکی از راهکارهای اساسی برای برطرف نمودن مشکل کمبود آب در قسمت¬های مختلف می¬باشد. به همین¬منظور در این پژوهش یک مدل یکپارچه مدیریت سیستم آب شهری بر مبنای رویکرد پویایی سیستم¬ها برای همبست آب، غذا و جوامع شهری توسعه داده شد. در این مطالعه، داده¬های مربوط به سال¬های 1396 الی 1400 جمع¬آوری شده و از بهینه¬سازی خطی با سه هدف اقتصادی، زیست¬محیطی و مطلوبیت اجتماعی برای بیشینه کردن سود بخش¬های صنعت و کشاورزی، بیشینه کردن میزان تغذیه و کاهش برداشت از آبخوان و دست¬یابی به بیشینه مطلوبیت اجتماعی ساکنان شهر اصفهان استفاده شده است. به بیان دیگر، سه هدف متناقض در کنار یکدیگر استفاده شده و این به معنی رهیافتی است که بتواند چند هدف را در خود ببیند. نتایج نشان داد که با بیشینه نمودن تابع اقتصادی، تابع زیست محیطی کمینه خواهد شد و میزان برداشت نسبت به میزان تغذیه آبخوان به طور قابل توجهی افزایش خواهد یافت. درواقع اگر تولید سود اقتصادی برابر با 97/27 همت باشدکه معادل با بیشینه سود این بخش است، برداشت از منابع زیرزمینی حدود 150% (900 میلیون مترمکعب) بیشتر از شرایط حال خواهد بود که در تضاد با هدف زیست¬محیطی(تغذیه به آبخوان) می¬باشد. از طرف دیگر با افزایش میزان تغذیه (به این معنی که تغذیه¬ها در بیشینه حالت خود و برداشت¬ها در کمترین حالت خود باشد) تابع اقتصادی کمترین سود( 83/18 همت) را خواهد داشت. این دو تابع تا حدود زیادی با یکدیگر در تعارض هستند و تابع مطلوبیت اجتماعی(شاخص ترکیبی) نیز با هر یک از این دو تابع تعارضاتی خواهد داشت به این ترتیب که هرچه به سمت افزایش مطلوبیت اجتماعی حرکت شود، میزان تابع زیست¬محیطی کاهش می¬یابد. درواقع اگر مطلوبیت اجتماعی در بیشینه خود باشد، نه تنها تغذیه¬ای به آبخوان نمی¬شود بلکه 214 میلیون مترمکعب برداشت از آبخوان را به دنبال دارد. بنابراین، بهینه¬سازی به منظور حل تعارضات جوابی دور از دسترس ایجاد نموده است. از این رو برای حل مسئله از راه حل نظریه بازی¬ها برای حل تعارضات بوجود آمده استفاده شده است. در مرحله دوم به منظور حل تعارضات به وجود آمده بین اهداف، این اهداف متضاد را در مقابل هم قرار داده و از راه فرآیند چانه¬زنی(به عنوان یکی از بهترین روش¬های نظریه بازی¬ها با توجه به شرایط این مسئله) جواب بهینه نش برای پنج سال مختلف به دست آمده است. ویژگی تعادل نش حاصل شده از فرآیند الگوریتمی چانه¬زنی این اطمینان را می¬دهد که هر بازیگر بهترین تصمیم خود را در برابر قیود تحمیل شده از سوی بازیگر دیگر اتخاذ کرده است. به بیانی دیگر، در این نقطه هیچ یک از سه طرف نمی¬توانند منافع بیشتری را به دست آورند و لذا، سه بازیگر به تعادل می¬رسند و تخصیص منابع آب صورت می¬گیرد. کلمات کلیدی : پویایی سیستم¬ها، نظریه بازی¬ها، هم¬بست آب- غذا- جوامع شهری، تعادل نش، شهر اصفهان، کمبود آب

  

تحت نظارت وف ایرانی