A folyó méltányos felosztása a méltányos felosztás olyan fajtája, amelyben a folyót felosztják azon államok között, amelyek területén folyik. A felosztás szükségessége abból adódik, hogy egy folyó vízkészletét több ország egyszerre kell használnia. A folyó igazságos felosztása tárgyalásokat igényel a felek között a vízkészletek felhasználásának kölcsönösen előnyös feltételeinek kialakítása érdekében.
A folyóvíz megosztása mellett, ami gazdasági jótékony hatású, szükséges lehet a folyó megtisztításának és jó állapotának fenntartásának költségeinek megosztása.
A világon 148 folyó folyik át két országon, 30-on három, 9-en négyen, 13-on pedig ötön [1] . Például [2] :
A nemzetközi jogban a folyóvizekről ellentmondó jogi nézetek vannak [5] .
Kilgour és Dinard voltak az elsők, akik elméleti modellt javasoltak a víz felosztására [2] .
Együttműködés nélkül minden ország megpróbálja eltúlozni egyéni hasznosságát. Tehát ha egy ország kapzsi ügynöknek bizonyul (a haszon funkciója mindig növekszik), akkor az összes vizet, ami a régiójába érkezik, elveszi. Ez nem biztos, hogy hatékony. Tegyük fel például, hogy két ország a következő segédfunkciókkal rendelkezik:
A víz áramlása ugyanaz . Együttműködés nélkül az 1. ország 2 egységet, a 2. ország pedig 0 egységet kap: . Akkor lesz a haszon . Ez az elosztás nem Pareto-hatékony – egy egységnyi vizet oszthat szét minden ország között, és például pénzegységeket utalhat át a 2. országból az 1. országba. Ekkor mindkét ország számára a legjobb lesz a haszon [6] .
Mivel a preferenciák kvázi lineárisak, egy eloszlás akkor és csak akkor Pareto-hatékony, ha maximalizálja az összes ügynök hasznának összegét, és nem költ pénzt. Feltételezve, hogy a haszonfüggvények szigorúan homorúak, egyedülálló az optimális eloszlás. Intuitív módon az optimális eloszlásnak ki kell egyenlítenie az összes ország maximális profitját (mint a fenti példában). Ez azonban a folyó szerkezete miatt nem biztos, hogy lehetséges – a folyásirányban feljebb lévő országok nem férnek hozzá a vízhez. Például a fenti két ország példájában, ha a bemeneti áramlás , akkor lehetetlen kiegyenlíteni a maximális profitot, és az optimális megoldás az, hogy minden országot elhagyunk saját vízfogyasztásra: .
Így az optimális eloszlásban a maximális profit enyhén nő. Az országokat a forrástól kezdve egymást követő csoportokra osztják. Minden csoportban a maximális profit azonos, a csoportok között pedig a maximális profit csökken [6] .
Az optimális kiosztás kiszámításának lehetősége nagyobb rugalmasságot tesz lehetővé a vízkiosztási megállapodásokban. A rögzített vízmennyiségre vonatkozó megállapodások helyett a mennyiséget a folyón évente átfolyó tényleges vízmennyiség szerint lehet módosítani. Az ilyen rugalmas megállapodások hasznosságát a Gangesz történeti áramlási adatain alapuló szimulációk bizonyították . A szociális jólét rugalmas megállapodásokkal mindig magasabb, mint az optimális fix kvótaszerződés esetén, és különösen aszályos időszakban , amikor a folyó áramlása az átlagosnál gyengébb [2] .
A víz effektív eloszlásának kiszámítása csak az első lépés a folyó felosztási problémájának megoldásában. A második lépés a hazautalások kiszámítása, amely arra készteti az országokat, hogy együttműködjenek a hatékony elosztás érdekében, hogy meghatározzák, melyik átutalási vektort válasszák. Ambek és Sprumont [7] ezt a kérdést a kooperatív játékok elméletének axiómáival tanulmányozta .
Az ATC doktrínája szerint minden országnak teljes joga van a régiója folyóinak vizéhez. Ezért a készpénzes kifizetéseknek garantálniuk kell minden országnak legalább azt az ellátási szintet, amelyet önállóan is megkaphatnának. Ha az országok nem kapzsiak (nem fogyasztják el az összes vizet, amit kapnak), ez a szint nem kevesebb, mint . Ezenkívül minden országkoalíciónak garantálnunk kell legalább azt a haszon mértékét, amelyet a koalíció országai közötti optimális vízelosztásból kaphat. Ebből következik a koalíció javának alsó határa, az úgynevezett fő alsó korlát .
Az STC doktrínája szerint minden országnak joga van a régiójában és a folyás feletti vízhez. Ezek a jogok összeegyeztethetetlenek, mert összegük nagyobb, mint a teljes vízmennyiség. Ezek a jogok azonban meghatároznak egy felső határt – azt a maximális előnyt, amelyet egy ország remélhet. Ez az a haszon, amelyet egy ország egyedül kaphatna, ha nem lennének feljebb lévő országok: Sőt, az egyes országok koalícióinak elszigeteltségi szintje a legmagasabb szintű hasznosság, amelyet a koalíció minden egyes országa megkaphat más országok hiányában. Ez magában foglalja az egyes koalíciók hasznosságának felső határát, amelyet izolációs felső korlátnak neveznek .
Legfeljebb egy jóléti eloszlás létezik, amely kielégíti mind a fő alsó, mind az elkülönítési felső korlátot, a downstream inkrementális eloszlást . Az egyes országok gazdagságának egyenlőnek kell lennie a koalíció értékével mínusz a koalíció értéke .
Ha az összes ország hasznossági függvényei nem telítettek, a növekményes eloszlás lefelé kielégíti mind az alapvető alsó, mind az izolációs felső határt. Ezért ez az elosztási séma ésszerű kompromisszumnak tekinthető az ATS és az STC doktrínái között [8] .
Amikor a közüzemi funkciók telítettek, új koalíciós megállapodások lépnek életbe. Legjobban egy példával mutathatók be:
Tegyük fel, hogy három ország van. Az 1-es és a 3-as országok koalícióban vannak. Az 1. ország vizet akar eladni a 3. országnak, hogy növelje csoportja vagyonát. Ha a 2-es ország telhetetlen, akkor az 1-es ország nem hagyhatja el a vizet a 3-as országnak, mert a 2-es ország viszi el az összes vizet, így az 1-es országnak el kell vinnie az összes vizet. Ezzel szemben, ha a 2. ország nem fogyasztja el az összes vizet (és ezt mindenki tudja), indokolt lehet, hogy az 1. ország a víz egy részét a 3. országra hagyja, még akkor is, ha egy részét a 3. ország fogyasztja el. 2. ország Ez nemcsak a koalíciók jólétét növeli, hanem a 2. ország jólétét is. Így az együttműködés nemcsak az együttműködő országok számára hasznos, hanem a koalíciónak nem tagországok számára is. [6]
Azon országok esetében, amelyek nem fogyasztanak el minden vizet , minden koalíciónak két fő alsó határa van:
Amint fentebb látható, a szövetkezet alsó határa magasabb , mint a nem együttműködő alsó korlát.
A nem együttműködő kernel nem üres. Ezen túlmenően, a növekvő lefelé irányuló elosztás az egyetlen olyan megoldás, amely kielégíti mind a nem együttműködő alsó korlátot, mind a szigetelő felső korlátot.
Előfordulhat azonban, hogy a szövetkezeti kernel üres – kiderülhet, hogy nincs olyan eloszlás, amely kielégíti a kooperatív alsó korlátot. [9] Intuitív módon nehezebb stabil megállapodásra jutni, mivel a középső országok „ingyenes” megállapodásokat köthetnek az upstream és downstream országokkal [6] .
A folyó nemcsak vizet szállít, hanem a mezőgazdaságból származó szennyezést , biológiai és ipari hulladékot is. A folyó szennyezése negatív externáliát jelent – ha a forráshoz közelebb eső országok szennyezik a folyót, az további tisztítási költségekkel jár az alsóbbrendű országokban. Ez a külső tényező az alsóbbrendű országok szennyezéséhez vezethet [10] . Elméletileg a Coase-tétel szerint az országoktól elvárható, hogy tárgyalásokat folytassanak a szennyező országokkal a kibocsátás csökkentéséről megfelelő pénzbeli ellentételezésért. A gyakorlatban azonban ez nem mindig történik meg.
Különböző nemzetközi folyókról származó bizonyítékok azt mutatják, hogy a vízminőség-ellenőrző állomások által rögzített szennyezés szintje közvetlenül a határ felett több mint 40%-kal meghaladja az összes megfigyelőállomás átlagos szintjét [8] . Ez arra utalhat, hogy az országok nem működnek együtt a kibocsátás csökkentése érdekében, és ennek oka a tulajdonviszonyok kétértelműsége [10] .
További empirikus tanulmányokért lásd Gray és Shadbegian [11] , Sigman [12] , Lipscomb és Mobar [13] cikkeit.
Dong, Ni, Wang és Meidang Sun [14] a Baiyangdian -tóról beszélt , amelyet 13 országból és városból három szennyezett. A folyó és forrásainak megtisztítására 13 víztisztító telepet építettek a régióban. A szerzők különféle elméleti modelleket tárgyalnak ezen épületek költségeinek városok és országok közötti elosztására, de megemlítik, hogy a költségeket végül nem megosztotta, hanem Baoding város önkormányzata fizette, mivel a szennyezőket nem ösztönözték ilyen költségek megfizetésére.
Hofaiko-Tokic és Kliot [15] két tanulmányt mutatott be Izraelből , ahol a vízszennyezéstől szenvedő települések együttműködést kezdeményeztek a víz upstream szennyezőanyagokkal történő kezelésére. A kapott eredmények azt mutatják, hogy a regionális együttműködés hatékony eszköze lehet a víztisztítás javításának ösztönzésének, és bizonyos előnyökkel is járhat - a korlátozott erőforrások (pénzügyi és földterületek) hatékony felhasználása, az önkormányzatok közötti nézeteltérések kiegyenlítése (méret, társadalmi-gazdasági problémák, a helyi vezetők tudata és lelki tulajdonságai), a mellékhatások csökkentése. Azonban mindkét esetben felmerült néhány megoldást igénylő probléma.
A problémára számos elméleti modellt javasoltak.
A kibocsátás-kereskedelem egy piaci alapú megközelítés a káros anyagok hatékony elosztására. Ez alkalmas bármilyen kibocsátásra, különösen a folyók szennyezésére. Példaként Montgomery [16] olyan modellt vizsgált, amelyben az anyagok egységnyi szennyezést bocsátanak ki, és mindegyik szennyezéstől szenved , ami a kibocsátások lineáris kombinációja. A és közötti kapcsolatot a diffúziós mátrix adja meg , tehát . A fenti példában bemutatott lineáris folyó speciális esetben , és az egyes háromszögű mátrix működik mátrixként.
A hatékonyság a licencek szabad értékesítésének lehetővé tételével érhető el. Kétféle engedélyt vizsgálnak:
A licencek ingyenes értékesítése mindkét esetben hatékony eredményekhez vezethet. A környezetszennyezési engedélyek piaca azonban szélesebb, mint a marginális tartalomra vonatkozó engedélyek piaca.
A piaci megközelítésben több nehézség is adódik, például: hogyan határozható meg a licencek kezdeti elosztása, hogyan biztosítható a licencek végleges elosztása? További részletekért lásd a „ Kibocsátáskereskedelem ” című cikket .
Laan és Moe [10] a következőképpen írja le a folyószennyezési helyzetet.
E feltételezések szerint egyetlen optimális emissziós vektor létezik, amely maximalizálja a társadalmi javakat (a bevételek összege mínusz a kiadások összege).
A kibocsátások egyetlen Nash-egyensúlyi vektora is létezik, amelyben az egyes országok kibocsátása a számára legkedvezőbb, figyelembe véve más országok kibocsátását. A kibocsátások összmennyisége egyensúlyi állapotban szigorúan nagyobb , mint optimális esetben (Sigman következtetései szerint [8] ).
Tegyük fel például, hogy van két ország a következő juttatási függvényekkel:
A társadalmilag optimális szintek lesznek , a rezsi egyenlő . A Nash-egyensúlyi szintek értéke , és a haszon (bevétel mínusz kiadás) egyenlő . Az egyensúlyi opcióban az 1. felfelé eső ország szennyező, ami javítja a javát, de árt a 2. országnak is [10] .
A fő kérdés: hogyan lehet rákényszeríteni az országokat arra, hogy optimális szintre csökkentsék a kibocsátást? Több megoldást is javasoltak.
Az együttműködésen alapuló megközelítés közvetlenül a szennyezési szintekkel foglalkozik (nem pedig az engedélyekkel). A cél olyan finanszírozás megtalálása, amely jövedelmezővé teszi az ügynökök együttműködését és hatékony szennyezési szint megvalósítását.
Gengenbach, Wickard és Ansink [17] a kibocsátáscsökkentés érdekében együttműködő országok önkéntes koalícióinak stabilitására összpontosított.
Van der Laan és Mohe [10] a tulajdonjogokra és a társadalmi javak növekedésének elosztására összpontosított, amely a nemzetközi folyó menti országoknak az együttműködés hiányáról a teljes együttműködésre való átmenetéből fakad. A szennyezés hatékony szintje pénzbeli kifizetésekkel érhető el. A készpénzes fizetés a tulajdonjogtól függ.
Ez a modell általánosítható a nemlineáris topológiájú (azaz elágazó megjelenésű) folyókra.
1. Dong, Ni és Wang [18] abból indult ki, hogy minden ügynöknek külsőleg meghatározott ára van a folyó megtisztításáért a környezetvédelmi normák betartása érdekében. Ezt az árat magának az ágensnek és az összes feljebb lévő ágensnek a kibocsátása határozza meg. A cél az, hogy minden i ügynökre meghatározzuk a fizetési vektort úgy , hogy a j régióban lévő összes ügynök kifizetése fedezze a tisztítás költségeit.
Három szabályt javasoltak a kibocsátás (szennyezés) teljes költségének az ágensek közötti megosztására:
Ezen módszerek mindegyike leírható néhány axiómával: additivitás , hatékonyság (a díjak pontosan fedezik a költségeket), nincsenek vakdíjak (egy nulla árú ügynöknek nem kell semmit fizetnie, mert nem szennyez), upstream/downstream árfüggetlenség , upstream/downstream szimmetria, downstream és költségfüggetlenség az ágaktól . Az utolsó axióma a nem lineáris (elágazó) folyókra vonatkozik, amelyekben a különböző források vizei egy közös tóba folynak. Ez azt jelenti, hogy az ügynök fizetései két különböző fiókban nem függhetnek egymástól.
A fenti modellek nem tüntetik fel a szennyezettségi szinteket. Ezért módszereik nem tükrözik az egyes régiók eltérő felelősségét a szennyezésért.
2. Alcalde-Unzu, Gomez-Roy és Molis [19] egy eltérő szabályt javasoltak az árfelosztásra, amely nem veszi figyelembe a szennyezési különbségeket. Az ötlet az, hogy minden ügynöknek fizetnie kell az általa végzett szennyezésért. A kibocsátási szintek azonban nem ismertek – csak a tisztítási árak ismertek . A kibocsátási szintek a tisztítási árakból számíthatók ki egy t áthárító tényezővel (egy szám a [0,1] intervallumban) a következőképpen:
A t azonban általában nem ismerjük pontosan. A t átviteli együttható felső és alsó becslése a tisztítási költségvektorból nyerhető. Ezen korlátok alapján ki lehet számítani az upstream ügynökök felelősségének határait. Árképzési elveik a következők:
Az ezen alapelvek által leírt szabályt upstream felelősségi szabálynak nevezzük – az egyes ügynökök felelősségét az átadási együttható várható értékével értékeli, és az egyes ügynökök fizetését a felelősség megítélése szerint határozza meg.
További vizsgálatokban [21] a szerzők egy másik szabályt vezettek be, az úgynevezett upstream várható felelősség szabályt – ez az egyes ügynökök várható felelősségét becsüli meg az átviteli együttható véletlen változóként történő kiválasztásával, és a várható kötelezettségnek megfelelően határozza meg az ügynök fizetését. A két szabály különbözik, mivel a felelősség nem lineáris t -vel . Különösen az első szabály jobb a upstream országok számára (fizess kevesebbet), a második szabály pedig a downstream országok számára.
Az első szabály az ösztönzés – ez arra ösztönzi az országokat, hogy csökkentsék a kibocsátást, mivel ez a kifizetések csökkenéséhez vezet. Ezzel szemben a második szabály perverz ösztönzést hozhat létre - az országok kevesebbet fizethetnek , miközben többet szennyeznek , amit a becsült áthárító tényező okoz.