رویکرد تئوری بازی‎های رهبر-پیرو و چانه‎زنی نش در تخصیص بهینه بار آلاینده رودخانه، مطالعه موردی رودخانه قشلاق

تخصیص بهینه بار آلودگی یکی از مهم‎ترین مسائل در حوزه مدیریت کیفی منابع آب است. در این مسئله ذی‌نفعان متعددی با اهداف ارتقای شرایط کیفیت آب و پرداخت هزینه‎های کمتر بابت تصفیه واحدهای آلاینده حضور دارند. با توجه به ماهیت چندگانه و متضاد اهداف در این‌گونه مسائل، مجموعه‎ای از جبهه‎ پرتوی بهینه به‌عنوان پاسخ ارائه می‌شود که انتخاب یکی از این پاسخ‌ها، می‎تواند سبب ایجاد تعارضاتی شود. به‌منظور مواجهه با تعارضات میان ذی‌نفعان، استفاده از مدل‌ها و مفاهیم تئوری بازی‌ها توصیه می‌شود. در این‌ پژوهش از رویکرد شبیه‎سازی- بهینه‎سازی با استفاده از مدل شبیه‎سازی QUAL2Kw و الگوریتم بهینه‎سازی هوش جمعی ذرات به‌منظور تخصیص بهینه بار آلودگی‎های cBOD (اکسیژن‌خواهی بیولوژیکی کربنه) امتداد رودخانه قشلاق استفاده شد. به‌منظور مواجهه با تعارضات اهداف ذینفعان حاضر در بهره‎برداری از منابع آب این رودخانه از رویکرد تئوری بازی‌ها و تکنیک‎های رهبر-پیرو و تئوری چانه‎زنی نش استفاده می‌شود. بر اساس نتایج حاصل در مسئله این پژوهش، هزینه‎های احداث، نگهداری و بهره‎برداری تصفیه‌خانه‎ها در بازی استاکلبرگ و تئوری چانه‎زنی نش به‌ترتیب 57/191 و 39/293 میلیارد ریال و جریمه‎های تخطی از استانداردهای سازمان حفاظت محیط زیست در این دو بازی به‌ترتیب 86/31 و 89/3 میلیارد ریال برآورد شد. همچنین تعرفه جریمه در بازی استاکلبرگ و تئوری چانه‎زنی نش به‌ترتیب 75/10 و 3 ریال به ازای هر واحد تخطی از استاندارد مجاز تخلیه cBOD برآورد شد. مقدار تعرفه جریمه برآورد شده در بازی استاکلبرگ به‌مقدار تعرفه کنونی سازمان حفاظت محیط زیست بسیار نزدیک است.