شماره مدرك :
18491
شماره راهنما :
16084
پديد آورنده :
مظاهري مهر، مريم
عنوان :

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

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
منابع آب
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1401
صفحه شمار :
نه، 116ص.: مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
پويايي سيستم ها , نظريه بازي ها , هم بست آب- غذا- جوامع شهري , تعادل نش , شهر اصفهان , كمبود آب
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/02/13
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
كشاورزي
دانشكده :
مهندسي كشاورزي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/05/14
كد ايرانداك :
2926951
چكيده فارسي :
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.
چكيده انگليسي :
Due to the increasing growth of urbanization and water demand in urban communities on the one hand and the decrease in rainfall and its temporal and spatial imbalance on the other hand, water supply in various sectors has faced problems. The challenges of managing water resources to meet the needs of domestic, industrial, agricultural, landscapes and urban services, as well as the relationship between water resources, food and the resident’s welfare resulting from these in arid and semi-arid areas such as large areas of Iran, due to the lack of renewable water, have become common problems. Due to being in a relatively dry climate, the city of Isfahan has a worse situation than other cities. The growth of the population and the existence of limited water resources in this city have caused concern for the supply of water needed in different parts. Therefore, it is important to manage water resources in order to create a balance between the water needed by different urban areas and the water resources available in this region. Therefore, integrated management is one of the basic solutions to solve the problem of water shortage in different parts. For this purpose, in this research, an integrated model of urban water system management was developed based on a conceptual model for the Water, Food and Societies NEXUS, and a conceptual model was developed using the systems dynamics approach. In this study, data related to the years 1396 to 1400 were collected. After that, linear optimization with three economic, environmental and social objectives was used to maximize the profit of the industry and agriculture sectors, maximize the amount of recharge and minimize the withdrawal from the aquifer and maximize the resident’s welfare in Isfahan city. In other words, three contradictory goals are used together, and this means an approach that can see several goals in itself. The results showed that by maximizing the economic function, the environmental function will be minimized and the amount of withdrawal from the amount of aquifer recharge will be significantly increased In fact, if the production of economic profit is equal to 27.97 thousand billion tomans, which is equivalent to the maximum profit of this sector, the withdrawal of underground resources will be about 150% (900 million cubic meters) more than the current conditions, which is in conflict with the environmental goal. On the other hand, with an increase in the amount of recharge (which means that recharge is at its maximum and withdrawals at its minimum), the economic function will have the lowest profit (18.83 thousand billion tomans). These two functions are in conflict with each other to a great extent, and the function of resident’s welfare will also have conflicts with each of these two functions, in such a way that as the resident’s welfare increases, the amount of the environmental function decreases. In fact, if the resident’s welfare is at its maximum, not only will the aquifer not be fed, but 214 million cubic meters will be withdrawn from the aquifer. Therefore, optimization in order to solve conflicts has created an answer that is far from reach. Therefore, to solve the problem, the solution of game theory has been used to solve the conflicts that have arisen. In the second stage, in order to solve the conflict between the goals, these conflicting goals are placed in front of each other and through the process of bargaining (as one of the best methods of game theory according to the conditions of this problem) the answer Nash optimum will be obtained. The property of the Nash equilibrium obtained from the algorithmic bargaining process ensures that each player has made his best decision against the constraints imposed by the other player. In other words, at this point, none of the three parties can gain more benefits, and therefore, the three players reach an agreement and balance, and water resources are allocated.
استاد راهنما :
عليرضا گوهري
استاد مشاور :
محمد شايان نژاد , علي يوسفي
استاد داور :
جهانگير عابدي كوپائي , عليرضا علي پور
لينک به اين مدرک :

بازگشت