تخصیص بهینه منابع آب زاینده‌رود بین استان‌های چهارمحال بختیاری، اصفهان و یزد با استفاده از نظریه بازی‌ها

آب رودخانه زاینده‌رود در استان‌های چهارمحال و بختیاری، اصفهان و یزد در بخش‌های مختلف کشاورزی، صنعت و شرب به صورت رقابتی استفاده می‌شود. در این پژوهش به این سوال پاسخ داده می شود که از دیدگاه اقتصادی، مقدار بهینه تخصیص منابع آب بین بخش‌ها و استان‌های مختلف چقدر است؟ برای پاسخ به این سوال از نظریه بازی‌‌ها، مدل بهینه یابی غیرخطی و توابع تقاضای سال 1392 استفاده‌ شد. با حداکثر سازی اضافه رفاه مصرف‌کنندگان بخش‌‌های شرب سه استان، بخش کشاورزی استان اصفهان و چهارمحال و بختیاری و بخش صنعت استان اصفهان، میزان تخصیص بهینه در حالت‌های مختلف همکاری و غیر همکاری در قالب ائتلاف‌های سه‌گانه و دوگانه، ضمن بررسی وجود هسته، مشخص شد. نتایج این پژوهش نشان داد که در صورت همکاری بین بخش‌های مختلف سه استان، اضافه رفاه کل نسبت به شرایط عدم همکاری به میزان 2.95% افزایش پیدا خواهد کرد. در صورت ایجاد ائتلاف همکاری کامل بین سه استان، اضافه رفاه استان اصفهان به میزان 6.10% و استان یزد به میزان 0.09% نسبت به شرایط عدم همکاری افزایش خواهد یافت اما اضافه رفاه استان چهارمحال و بختیاری به میزان 24.49% کاهش پیدا خواهد کرد. لیکن از محل افزایش در اضافه رفاه استان‌های اصفهان و یزد می‌توان کاهش در اضافه رفاه استان چهارمحال و بختیاری را جبران نمود. درصورتی‌که تخصیص در حالت ائتلاف سه‌گانه به ‌صورت شاپلی در بین بازیکن‌ها انجام بگیرد، تخصیص در هسته قرارگرفته و مکانیزم خودکاری ایجاد می‌شود که درنهایت موجب شکل‌گیری ائتلاف سه‌گانه خواهد شد.

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

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 noncooperation 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