چکیده
در سالهای اخیر کمیابی و محدودیت دسترسی به آب در بخش کشاورزی، بعنوان بزرگترین بخش مصرفکننده آب در جهان، خود را بیشتر نمایان ساخته و از اینروست که در اواخر قرن بیستم، بر لزوم مدیریت این منبع بعنوان کالایی اقتصادی، تأکید شده و در مذاکرات بینالمللی از جمله نشست ریو، مد نظر قرار گرفته استبا. توجه به اهمیت مدیریت منابع آّب، آشنایی با رویکردهای مدیریتی در این زمینه میتواند گام مهمی در جهت عملکرد موفقتر آن تلقی شود. هدف مقاله حاضر، معرفی و بررسی تکنیکهای مرسوم در تخصیص و قیمتگذاری آب کشاورزی است که بعنوان دو رکن مهم در مدیریت تقاضای منابع آب، مد نظر قرار میگیرند. در این راستا ابتدا مدیریت تقاضای منابع آب و دو رکن نامبرده، معرفی و برخی از تکنیکهای مورد استفاده در تخصیص آب در ایران و سایر کشورها، همچنین معیارهای مربوطه بررسی میگردند. در ادامه، ضمن بر شمردن فواید ناشی از قیمتگذاری درست آب، به تبیین برخی از رویکردهای تجربی قیمتگذاری آب پرداخته می-شود. بررسی تحقیقات انجام شده در زمینه تخصیص منابع آب، تکنیکهای مدلسازی و معیارهای تخصیص نشان داد که استفاده از تکنیکهای بهینهسازی و معیار حداکثر سازی درآمد، بیشترین کاربرد را داشته است. همچنین بررسی منابع در زمینه قیمتگذاری آب کشاورزی نشان داد که هر چند قیمتگذاری درست آب میتواند صرفهجوییهایی را در مصرف آب بدنبال داشته باشد ولی میزان صرفهجویی و سایر پیامدهای قیمتگذاری، تا حد زیادی به شرایط سازمانی، اقتصادی و منطقه-ای بستگی دارد.

واژگان کلیدی: مدیریت تقاضا، تخصیص، قیمتگذاری آب.

مقدمه

آب از منابعی است که بطور گسترده در روی کره زمین وجود دارد، با این وجود تنها ۲/۵۳ در صد آن، منابع آب شیرین بوده که با کسر درصد یخچالهای طبیعی و سطوح دائمی پوشیده از برف، تنها ۰/۸۴ درصد این منبع، آب قابل دسترسی میباشد. قابلیت استفاده از این مقدار آب شیرین تحت تاثیر عواملی همانند آلایندهها روند کاهشی داشته بطوریکه روزانه حدود ۲ میلیون تن از انواع مختلف فاضلاب وارد منابع آب شیرین شده و استفاده آن را محدود میسازند (سمینویچ، .( ۲۰۰۹ تغییر اقلیم نیز از دیگر عواملی است که در آینده برای مناطق گرمسیری، کاهش بارندگی، جریانهای سطحی و روند نزولی تجدید پذیری منابع آب زیرزمینی را بدنبال خواهد داشت (کانزویکز و همکاران، .(۲۰۰۷ در این میان رشد جمعیت و توسعه اقتصادی نیز باعث افزایش تقاضا برای آب شده و میتواند موجودیت آن را تحت تأثیر قرار دهد، بطوریکه بر اساس اولین گزارش توسعه جهانی آّب، در اواسط قرن بیست و یکم، شمار انسانهایی که از کمبود منابع آبی رنج میبرند در بدترین حالت، حدود ۷ میلیارد نفر در ۶۰ کشور جهان و در بهترین حالت حدود ۲ میلیارد نفر در ۴۸ کشور جهان است (سازمان ملل متحد- برنامه ارزیابی جهانی آب، .(۲۰۰۳

کمیابی و محدودیت دسترسی به آب در بخش شاورزیک بعنوان بزرگترین بخش مصرف کننده آب که تقریباً ۷۰ درصد مصرف آب جهان در آن صورت میگیرد بیشتر خود را نمایان میسازد (فائو، .(۲۰۰۳ وجود این محدودیتهای آبی در اغلب کشورهای جهان از جمله ایران سبب گردیده توجه مدیران آب کشور به سمت مدیریت توأمان عرضه و تقاضای منابع آب جلب شود. بدین صورت که تمرکز بر روی مدیریت عرضهٌ که در آن عرضه هرچه بیشتر منابع آب، هدف است به سمت اداره کردنٍ تقاضا نیز تغییر مسیر یابد. تا بتوان از منابع آبی موجود در جهت تامین تقاضا استفاده کرد. لالانا و همکاران (۲۰۰۱) مدیریت تقاضای آبَ را اجرای سیاستها یا اقداماتی دانستند که جهت کنترل یا اثر روی مقادیر آب مصرفی بکار گرفته میشود. با این حال بعد از اجلاس مدیریت تقاضای آب مناطق مدیترانهای (۲۰۰۲) که در فیوگای ایتالیا برگزار شد تعریف جامع و کاربردیتری از مدیریت تقاضای آب ارائه گردید بدین مضمون که ” مدیریت تقاضای آب در برگیرنده سیستمهای سازمانی و مداخلات آنهاست که توسط جوامع و دولتهایشان جهت افزایش کارایی فنی، اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی در مدیریت منابع آب میتواند اجرا شود. بطور کلی هدف سیاستهای مدیریت تقاضا، بهبود مصرف آب، استفاده بهینه از آب، فراهم آوری خدمات و ارزش بیشتر و در نهایت توسعه پایدار برای هر واحد از آبی که دریافت، استخراج یا از شوریزدائی بدست میآید (مولانا و سلمان، .” (۲۰۰۲ بنابراین میتوان گفت کهدر مدیریت تقاضای آب عمدتاً مسائل تخصیص آب، کنترل آلودگی، بهبود راندمان مصرف (چن و همکاران، ۲۰۰۵؛ بکیر، (۲۰۰۳، استفاده از قطعات و وسایل کاهنده مصرف آب، ارتقاء راندمان آبیاری، بهبود الگوی کشت، اجرای سیاست کم آبیاری در بخش کشاورزی، جایگزین کردن محصولاتی با نیاز آبی کمتر و یا قطع آبیاری و کاشت محصولات دیم، سیاست قیمتگذاری آبُ ( گومز لیمون و همکاران ، (۲۰۰۴، روشهای مناسب برای کاهش مصرف و در نتیجه مدیریت تقاضا میباشند.

با توجه به اینکه تخصیص منابع آب و قیمتگذاری آب کشاورزی، دو رکن مطرح شده در مدیریت تقاضای منابع آب است در مقاله حاضر سعی بر آنست که ابتدا برخی از تکنیکهای مورد استفاده در تخصیص آب در ایران و سایر کشورها، همچنین معیارهای مربوطه بررسی گردند. در ادامه، ضمن بر شمردن فواید ناشی از قیمتگذاری درست آب، به تبیین برخی از رویکردهای تجربی قیمتگذاری آب پرداخته میشود و در نهایت به بیان بحث و نتیجهگیری پرداخته میشود.

۱ supply management 2 manipulating 3 water demand management (WDM) 4 Water pricing

۲

مواد و روشها

-۱ تخصیص منابع آب و رویکردهای بهینهسازی مرتبط

در دهههای اخیر، از روشهای مختلفی جهت تخصیص منابع آب به نیازهای وابسته استفاده شده است. رویکردهای بهینهسازی، از معمولترین روشهایی است که بدین منظور استفاده میشود. در ادامه به تعریف این رویکرد، تبیین انواع مختلف مدلهای بهینهسازی و موارد استفاده آن در تحقیقات مختلف پرداخته میشود.

-۱-۱ مدلهای بهینهسازی

فرآیند انتخاب یک مجموعه از متغیرهای تصمیم که یک تابع هدف را در ارتباط با قیود سیستم، حداقل یا حداکثر سازد را بهینهسازی گویند (سمینویچ، .(۲۰۰۹ هر مسئله بهینهسازی شامل دو بخش مدلسازی و برنامهریزی است. مدلسازی شامل تشکیل تابع هدف و قیودات مربوط بر اساس روابط موجود بین متغیرها بصورت معادلات و یا نامعادلات میباشد. در بخش برنامهریزی جستجو به منظور تعیین شرایط بهینه در رسیدن به مقدار مطلوب تابع هدف انجام میگیرد. روشهای بهینهسازی عمدتاً به سه نوع روش عددی (برنامهریزی پویا)، ریاضی (مانند روش نیوتن) و روشهای جستجوی تصادفی هدایت شده (همانند الگوریتمهای تکاملی ) طبقهبندی میشوند.

• روشهای عددیٌ: به طور کلی در این روشها در یک زمان تنها یک نقطه مورد جستجو قرار میگیرد. هرچند که پیادهسازی این روشها ساده است، ممکن است تعداد نقاطی که مورد جستجوی مستقیم قرار میگیرند، بسیار زیاد باشد (رائو، .(۱۹۸۴
• روشهای ریاضیٍ: در این روشها فضای جستجو به عنوان یک تابع چند بعدی پیوسته درنظر گرفته میشود و با استفاده از مشتقگیری از تابع موردنظر، مقدار بهینه پیدا میشود. روشهای ریاضی مانند نیوتن از مقادیر تابع هدف و مشتقات آن برای تخمین موقعیت نقطه اکسترمم استفاده مینمایند. تکنیکهای بهینهسازی ریاضی زیادی برای مدیریت سیستمهای منابع آب استفاده میشوند که عبارتند از :

– برنامهریزی خطیَ: سادهترین تکنیک بهینهسازی است و برای مسائلی کاربرد دارد که توابع هدف تفکیکپذیر و قیود خطی موجود باشند.