بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
برآورد تابع تقاضای آب خانگی شهرشهرکرد
چکیده
تعیین تقاضای آب شهری ومدیریت مصرف ،بسته به موقعیت های زمانی ومکانی ،مهمترین رکن برنامه ریزی های شهری درحوزه امورآبی می باشد.این مقاله به برآوردتابع تقاضای آب بخش خانگی شهرشهرکرد طی دوره اردیبهشت1382تااسفند92پرداخته است.برای این منظور ابتدابراساس مبانی نظری فرم کلی تابع تقاضای وبراساس VARآب ازحداکثرسازی تابع مطلوبیت استون گری استخراج گردیدودرمرحله بعدبااستفاده ازمدل یوهانسون تابع تقاضای آب خانگی شهرکردتخمین زده شد.
نتایج به دست آمده حاکی ازآن بود که تقاضای آب خانگی شهرشهرکردباقیمت آب رابطه معکوس وبادرآمد ومیزان درجه حرارت رابطه مستقیم دارد.
واژه های کلیدی:تابع مطلوبیت استون گری- الگوی خودتوضیح برداری((VAR،مدل یوهانسون ،مدیریت مصرف،تابع تقاضا
.1 مقدمه
آب یکی ازمهمترین ودرعین حال محدودترین نهاده مورداستفاده درتمام بخش های اقتصادی ایران است وبه همین دلیل استفاده بهینه از آن ضروری به نظرمی رسد.راه حل مشکل مصرف آب درایران عرضه بیشترآب نیست، بلکه راه حل مؤثراتخاذسیاستها وتدابیری است که ساختاراقتصادی والگوی مصرف آب راتغییردهد.درکشورما محدودیت آب قابل دسترس ،توزیع غیریکنواخت آن درسطح کشور،الگوی نامناسب شهرنشینی ومراکزسکونت گاهی ونوع وشیوه تولید محصولات زراعی ازنظرسازگاری بااقلیم،تأمین آب موردنیاز رادربسیاری ازمناطق کشور بامشکل روبرو ساخته است.ازاین رو ،تأمین قابل دسترس ومطمئن یکی ازچالش های مهم دولت محسوب می شود.
درکشورایران،منابع آب تجدیدشونده 135 میلیاردمترمکعب درسال تخمین زده شده است که این مقدار بعنوان میانگین بلندمدت می تواند سرمایه ملی آب محسوب شود.درحال حاضرباتوجه به جمعیت موجود،شاخص سرانه آب تجدید شونده به ازاء هرنفر 2200مترمکعب درسال برآوردگردیده است که باتوجه به کمبود روزافزون ذخایرآبی زیرزمینی و... وازطرفی افزایش جمعیت فعال دربخش های شهری وروستایی وهمچنین آب رادرچرخه کالای واسطه ای قراردادن ،پیش بینی می گردد این رقم به 810 مترمکعب درسال1400شمسی کاهش یابد.بنابراین مشاهده می گردد که مدیریت منابع آب وهمچنین بهینه کردن تقاضای آب مصرفی خصوصأ دربین مصرف کنندگان خانگی یکی از راهکارهای مهم وحیاتی جهت محافظت از این منابع کمیاب می باشد.
درموردتابع تقاضای آب مصرفی همچون تقاضابرای کالاهای دیگرمی توان تعریفی به این صورت ارائه دادکه تقاضای آب به مقدارآبی گفته می شود که مصرف کنندگان درقیمتهای مشخص وبافرض ثابت بودن سایرعوامل (سلیقه،درآمد و...)مایل به خریدآن می باشند .(Young3,2005)
تقاضای آب با توجه به کاربردهای وسیع آن به سه دسته تقاضای آب کشاورزی، صنعتی و شهری تقسیم می شود که در هر کدام از این گروه ها، آب کاربردهای مختلفی دارد. بخش عمده آب استحصال شده صرف کشاورزی می شود و آب برداشتی در صنعت به طور عمده به منظور خنک کردن سیستمهای تولیدی، ایجاد بخار و تبدیل بخار به آب مورد استفاده قرار می گیرد. تقاضای آب شهری شامل انواع تقاضای آب برای کاربردهای خانگی، عمومی و تجاری است. تقاضای عمومی آب، شامل آب عرضه شده به پارک ها، بیمارستان ها، مدارس و دیگر مکان های عمومی است و تقاضای تجاری آب، شامل آب مصرفی انبارها، فروشگاه ها، رستوران ها، هتل ها و دیگر موارد مشابه می شود. تقاضا برای آب در بخش های کشاورزی و صنعتی، به واقع، تقاضا برای یک عامل تولیدی یا کالای واسطه ای است و تقاضا برای آب خانگی- که موضوع اصلی این پژوهش است- تقاضا برای یک کالای نهایی مصرفی است
-2 پیشینه تحقیق
ازآنجاییکه که مسئله کمبود آب یکی ازمحوری ترین مسائل حال حاضرجهان می باشد وبسیاری ازکشورهای منطقه وجهان خصوصا کشورایران باکمبود منابع آب وکاهش ذخایر آبی خود مواجه می باشند، بنابراین مطالعات بسیاری درحوضه ی ارزشگذاری منابع آبی و همچنین برآورد تابع تقاضای آب دربخش های مختلف وتعیین عوامل مؤثربرآن، باهدف بهینه کردن مصرف این کالای ضروری وکمیاب انجام شده است که درادامه به ذکرچندمورد ازآنها خواهیم پرداخت.
- اسدی وهمکاران((1379،طی پژوهشی بااستفاده ازمدلهای استون گری،خطی ولگاریتمی به تعیین عوامل مؤثربرتقاضای آب شهری،تخمین تابع تقاضای آب خانوارهای شهری وکشش های قیمتی ودرآمدی تقاضای آب درشهرستان همدان پرداختند.ایشان از نمونه ای شامل 1000خانوارشهری که به روش نمونه گیری خوشه ای دومرحله ای انتخاب شدندواز طریق تکمیل پرسشنامه،جهت به دست آوردن اطلاعات لازم استفاده کردند.با توجه به نتایج حاصله ،کشش قیمتی آب در فصول مختلف بهار،تابستان،پاییزوزمستان برای خانوار های منطقه درروش استون گری به ترتیب ،-%21 ،%15 ، -%14 و%15برآورد گردید.همچنین براساس کشش درآمدی محاسبه شده درروش استون گری خانوارها،باافزایش یک درصدی دردرآمد آنها ،میزان تقاضایشان برای آب درفصول مختلف بهار،تابستان،پاییزوزمستان به ترتیب %26،%53 ،%61 و%84افزایش می یابد.سطح حداقل معیشت لازم برای آب شهری منطقه درفصول مختلف بهار ،تابستان ، پاییز و زمستان نیز به ترتیب106،123،126,6و73مترمکعب برآورد گردید.
- عبدلی وفرجی دیزجی (1388)،به منظور برآورد تابع تقاضای آب شهری ارومیه ،ابتدا براساس مبانی نظری ،فرم کلی تابع تقاضای آب را از حداکثرسازی یک تابع مطلوبیت استون گری به دست آوردندوسپس باکمک مدل خودرگرسیون برداری وبراساس روش یوهانسون ،تابع تقاضای بلندمدت آب شهری ارومیه را بااستفاده از داده های ماهانه،سالهای 1387-84برآوردنمودند. سپس کشش های قیمتی ،درآمدی ومتقاطع رابراساس فرمولهای مربوطه وبه طور نمونه برای مردادماه سال1384به ترتیب -%47 ،%59 و-%12محاسبه کردند.براساس نتایج به دست آمده می توان اظهار کرد که تقاضای آب شهری باقیمت آب رابطه معکوس وبادرآمدرابطه مستقیم دارد.
- جبل عاملی وگودرزی فراهانی (1391)، تابع تقاضای بلندمدت آب شهری قم راباتوجه به تأثیرمتغیر یارانه برآن موردبحث وبررسی قراردادند.دراین مطالعه جهت برآوردتابع تقاضا از داده های سری زمانی ماهیانه برای دوره زمانی(-1390:06 (1387:01استفاده شدومدل برازش شده نیز مبتنی برحداکثرسازی تابع مطلوبیت استون گری ورویکردمدلهای خودرگرسیونی ومدلهای هم انباشته بود.هم چنین دراین پژوهش کشش های قیمتی ،درآمدی ومتقاطع نیز براساس فرمولهای مربوطه محاسبه گردید.نتایج حاصله بیانگر چند نکته بود:(1مطابق رویکرد نظریات اقتصادی وقانون تقاضا،تقاضای آب شهری قم باقیمت آب رابطه معکوس وبا درآمد ارتباط مستقیم دارد.(2قدرمطلق کشش های قیمتی ودرآمدی آب کمتراز یک است.(3 باحذف یارانه آب ،تقاضای خانگی برای آب تامیزان 38لیتردرروز کاهش خواهدیافت.(4کشش قیمتی متقاطع نیز -%49 برآوردگردید
- باسانی وهمکاران(2008)4،بااستفاده ازداده های مقطعی سطح خانواردر هفت شهرویک منطقه در کشورکامبوج به تخمین تابع تقاضای آب پرداختند.روش مورد استفاده توسط ایشان ،روش هکمان دومرحله ای بود که شامل یک معادله جهت برآورد احتمال دسترسی به آب (مدل پروبیت)و سپس استفاده ازمعادله ای دیگربرای تقاضای آب خانوارهای متصل به شبکه آبرسانی بود.داد های مورداستفاده دراین پژوهش نیزمیزان مصرف آب ،قیمت آب،هزینه اتصال به شبکه،مخارج خانوارواثرات محلی خاص بود.درنهایت آنها دریافتند که کشش اتصالی با توجه به یکسان بودن هزینه اتصال اولیه،.0,39می باشدوکشش قیمتی تقاضای آب برای خانوارهای متصل شده بین 0,5-0,4قراردارد.
- روئیجس وهمکاران(2008)5،تابع تقاضا واثرات توزیعی سیاست های قیمت گذاری آب رابا استفاده از مدل قیمت گذاری
بلوکی درمنطقه متروپولیتن درسائوپائولوی برزیل موردبررسی قراردادند.آنهاتوابع تقاضای آب رابااستفاده از مدل های قیمت متوسط وقیمت نهایی وبراساس داده های ماهانه برای دوره زمانی 2002-1997به دست آوردند.که داده های مورداستفاده دراین تحقیق عبارت بودنداز:قیمت آب ،قیمت کالاهای جانشین ،درآمد وترجیحات مصرف کننده.طبق نتایج به دست آمده،کشش قیمتی تقاضای آب بین-0,45 و-0,50 وکشش درآمدی نیز بین 0,39 و0,42برآوردگردید.
.3تصریح مدل
ادبیات کاربردی سیستم توابع تقاضا،دوبرداشت رادراستخراج توابع تقاضا معرفی می کند.برداشت اول ،متکی برالگوهایی است که ابتداشکل تبعی تابع مطلوبیت رامشخص کرده وبه استخراج وتخمین تابع تقاضاختم می شود.سیستم توابع تقاضای متکی برالگوی سیستم مخارج خطی((LES یا کلاین روبین ومدل کریستنسن ،جرگنسن ولائو ازاین جمله اند.برداشت دوم ،تخمین اول ازسیستم توابع تقاضااست که باروش دیفرانسیل ازشرایط اولیه بهینه یابی رفتارمصرف کننده منتهی به استخراج سیستم توابع تقاضامی شود،الگوی رتردام مثال عمده این برداشت است(پژویان وحسینی.(35:4یکی ازفرم های تابع مطلوبیت که مورداستفاده زیادی درتخمین تقاضای آب ودیگرکالاهای موردنیازافراددارد،تابع مطلوبیت استون گری می باشد.دراین تابع مطلوبیت فرض برآن است که تازمانی که حداقل نیازهای مصرفی کالایی تأمین نشده ،فردمصرف کننده ازمصرف بیشترکالارضایت خاطربه دست نمی آورد.به همین دلیل استون –گری فرم تابع مطلوبیت کلاین –روبین راکه باچنین نوع برداشتی درموردمصرف کالاومطلوبیت سازگاری داردمورداستفاده قراردادند.باتوجه به اینکه فرض شده است مصرف کننده باسبدی ازدوکالای موردنظر)Q1آب) وسایرکالاها وخدمات Q2مواجه است،تابع مطلوبیت استون-گری به صورت زیرارائه می گردد.
1
محدودیت های تابع تولیدعبارتنداز:
2
دراین مدل
γiسهم نهایی کالای iدرمطلوبیت Qiمقدارمصرف کالای i،
αiحداقل مصرف موردنیازازکالایi می باشد. اگرازرابطه فوق لگاریتم بگیریم ،خواهیم داشت:
3 )
باتوجه به اینکه فرض شده است مصرف کننده باسبدی ازدوکالاشامل آب (Q1) وسایرکالاهاوخدمات (Q2)مواجه است،خواهیم داشت:
4
سطح مطلوبیت مصرف کننده
حداقل مقدارلازم برای معیشت ازکالای iام
سهم بودجه درمصرف کالای iام
=Qiمقدارکالای مصرفی
حال اگر ازتبدیل یکنواخت مثبت استفاده شود،خواهیم داشت:
بنابراین رابطه فوق تابع هدف می باشدکه همان تابع مطلوبیت استون –گری است. ازطرفی تابع قیدبودجه خانواربه صورت زیرخواهدبود:
بافرض وجوددوکالاداریم:
:Qiمقدارکالای مصرفی
:Piقیمت کالا
ازحداکثرنمودن تابع مطلوبیت نسبت به خط بودجه M=∑PiQiکه درآن Mبودجه مصرف کننده است،تابع تقاضای زیرحاصل می شود:
که درآن باید شرط برقرارباشد.
ازآنجاییکه متغیرهای طبیعی همچون درجه حرارت ،میزان بارندگی ،رطوبت نسبی ،تعدادروزهای یخبندان وغیره می توانند
سبب تغییر مقدارتقاضای آب مصرفی گردند،درمدل انتخابی ،تأثیر متغیرمتوسط درجه حرارت به عنوان شاخص متغیرعامل جوی
در حداقل آب لازم برای معیشت آورده شودسپس بااضافه نمودن جمله خطابه عنوان نماینده ای برای دیگرعواملی که به هرطریقی
درمدل ،موردبررسی قرارنگرفته اند،مدل اصلاحی ارائه می گردد.
که درآن wمتغیرعامل جوی وsضریب تأثیرعامل جوی برحداقل آب لازم برای معیشت می باشد.
:α1حداقل آب لازم برای معیشت بدون درنظرگرفتن عامل جوی.
:α1*حداقل آب برای معیشت بادرنظرگرفتن عامل جوی.
حالα1*رابه جایα1 درتابع مطلوبیت استون-گری قرارداده وباحداکثرکردن آن نسبت به قیدبودجه ،تقاضای آب درشرایط وجودمتغیرعامل جوی به دست می آید.
پس ازانجام عملیات ریاضی می توان نوشت:
که درآن:
بااستفاده ازرابطه فوق می توان Sرامحاسبه نمود.علامت موردانتظار به S و بستگی دارد،یعنی اگر:
ازآنجائیکه دراین پژوهش قصدمابراین است که یک سال رابه عنوان سال شکست درالگووارد نمائیم ،متغیر DUM84را انتخاب می کنیم چراکه دراین سال به دلیل فعالیت هسته ای کشورمان تحریم های شدیدی بر ایران اعمال شد و بسیاری ازجنبه های اقتصادی معیشت مردم را ازجمله مصرف آنها راتحت تأثیرقرارداد،.درقسمت تخمین مدل چگونگی انتخاب این سال به عنوان سال شکست آورده خواهدشد.درنهایت تابع استون گری موردنظربه صورت زیرارائه می گردد:
