Инвестирование в водохранилища: изучение проблемы с помощью компьютерной имитации

© Агеева Алина

В ходе совместной научно-исследовательской работы сотрудников Международного института рационального использования водных ресурсов (International Water Management Institute – IWMI) и специалистов Университета Британской Колумбии (Канада), выполненой в рамках научной программы «Изменение климата, сельское хозяйство и продовольственная безопасность», был опубликован развернутый доклад  о результатах, в котором описана модель, разработанная ими в программе Netlogo. В модели воспроизводится комплекс взаимосвязей объектов социально-эколого-экономической системы северо-восточного региона Непала, с фокусированием внимания на трёх ключевых параметрах: сезонной миграции населения, социальном капитале (человеческие взаимоотношения, нормы поведения и т.п., облегчающие коллективную деятельность), системе сбора и хранения воды (реконструкция которой могла бы увеличить урожайность в засушливый период года, и тем самым, повысить уровень жизни сельского населения)

Сельские жители, проживающие в сельской местности, в странах с развивающейся аграрной экономикой являются частью социально-экологической системы. Усилия, направленные на выявление проблем развития сельского сектора, в конечном итоге, ведут к разработке проектов обоснования выделения бюджетных средств и осуществления мероприятий для финансовой поддержки сельских жителей и аграриев, в том числе, путем инвестирования в инженерную инфраструктуру сельских территорий. Подобные проекты и программы должны опираться на результаты комплексных научно-аналитических исследований. Однако изучение взаимовлияния различных аспектов проблематики представляется довольно сложной задачей, а потому исследователи решили использовать агент-ориентированное моделирование, позволяющее имитировать взаимопересечение следующих процессов: сезонной маятниковой миграции сельских жителей в города, формирования и развития социальных отношений и социального капитала, эффективности инвестирования в развитие инженерных систем сбора и хранения воды.

Жители сельских населённых пунктов исследуемого региона сталкиваются с проблемами, связанными с неустойчивым климатом, вследствие чего, непрогнозируемыми объемами урожая; ситуация отягощается сложными условиями развивающейся экономики страны и переменчивостью социальной структуры села. Некоторые селяне вынуждены выезжать на сезонные заработки в города, чтобы поддержать материальное положение их семей, оставшихся в сельской местности. В разработанной модели учитывается данный момент, связанный с принятием решения селянина о миграции. Инвестирование в развитие сети инженерных систем будет способствовать увеличению урожайности в засушливый период года, и тем самым, повышению уровня жизни сельского населения, а возможно, также уменьшению потока сезонных миграций из сёл в города. В дополнение, авторы модели учитывали факторы социального капитала и выводы социологических исследований по тематике, отмечающих сильную зависимость эффективного использования систем орошения от качества социальных взаимоотношений, существующих между фермерами, а также заостряющих внимание на том, что изменение работы инженерных систем и сетей могут уменьшить необходимость коллективного труда и взаимоорганизованности селян, в результате, ожидания и экономический эффект от инвестирования могут не оправдаться. Т.о. любые проекты-коррективы, связанные с развитием инженерной инфраструктуры сельских территорий региона, не должны пренебрегать подробным предварительным анализом социальной структуры и сложившейся социальной ситуации.

Агентами разработанной модели являются: сельские образования, включающие в себя деревни и сельскохозяйственные угодия (поля); домохозяйства или фермы, образующие деревни; люди, образующие семьи и домохозяйства; поля (принадлежащие домохозяйствам); водопроводная система с хранилищами воды и магистралями питьевой воды; города (имеются ввиду те селяне-мигранты, что выезжают на сезонные заработки в города). Сельские образования (деревни, сёла) включают в себя домовладения, поля, инженерную инфраструктуру и взаимосвязи между данными объектами, а также имеют индивидуальные характеристики цены и объёмов урожая, уровня выпадения осадков и социального капитала. Для взращивания и сбора урожая на полях требуются вода и работники, количество которых может варьироваться в зависимости от сезона. Количество и качество урожая также зависят от технологии, в которой могут использоваться оросительные системы. В модели предполагается, что домовладения, имеющие прямой доступ к магистралям питьевой воды, более производительны, т.е. получают больше урожая при том же количестве работников, т.к. чистая питьевая вода уменьшает возможность их заболеваемости, а также то, что инвестирование в сельскохозяйственные технологии может увеличить объёмы урожая в два раза.

Домохозяйствам или фермам принадлежат поля и они имеют доступ к магистралям питьевой воды. Домохозяйства или фермы накапливают доходы и выплачивают зарплату членам деревни-работникам, кроме того, взносы, связанные с ремонтом и обслуживанием систем сбора и хранения воды (в соответствующих пропорциях). Домохозяйства обеспечивают селян работой, потому решение о миграции принимается в домохозяйствах, исходя из того, каковы размеры доходов на каждого члена домохозяйства и денежных переводов, которые они могут получать из города, за вычетом трат на переезд членов домохозяйств. Домохозяйства, не имеющие доступа к оросительной сети, могут отправлять своих работников в найм в др. домохозяйства (или фермы), особенно это справедливо в сезон засухи. В системах сбора и хранения воды всегда имеется запас годового уровня подземных вод, а также осадков. Водой орошаются поля, а её остатки хранятся до следующего сезона. Сети сбора и хранения воды требуют обслуживания и ремонта, в противном случае, орошение невозможно.

Люди работают на полях или едут в ближайший город на заработки и шлют оттуда деньги семьям в деревни. Выручка от продажи урожая остаётся владельцам домохозяйств полностью в случае, если на полях работали только члены их семьи, или – за вычетом платы наёмным работникам. Поля, у которых есть доступ к воде, могут приносить больше урожая, но в таком случае, требуется больше рабочей силы. Социальный капитал (сотрудничество селян, взаимоорганизованность) влияет на эффективное использование инженерной инфраструктуры, соответственно, при снижении уровня социального капитала снижается эффективность инвестирования в инженерные объекты сбора и хранения воды. Показатель социального капитала в модели был откалиброван в значениях от 0 к 1; он отражает неравенство доходов селян (видоизменённый коэффициент Джини) и неравенство прямого доступа к магистралям питьевой воды, а также уровень миграции из сёл.

Миграция влияет на экономику деревень следующим образом: уменьшает количество работников на селе; при недостатке рабочей силы на полях уменьшается доход, получаемый от урожая и, соответственно, эффективность инвестирования в системы сбора и хранения воды. Т.о. уменьшение количества работающих селян и социального капитала ведет к увеличению стоимости строительства и ремонта (обслуживания) инженерных сетей, хотя сбережения, отправляемые мигрантами из городов своим семьям на селе, несколько нивелируют отрицательное воздействие миграции на эффективность инвестирования. Регион характеризуется ярко выраженными влажным, с обильными осадками, и сухим сезонами года. Последовательность каждого трудового цикла на селе: выбор посевных, работа на полях, полив во время сезона дождей, взращивание урожая, его продажа, решение о миграции из села на сезонные заработки (да / нет).

Авторы модели предложили несколько вариантов возможного инвестирования в регион: строительство систем долговременного и кратковременного хранения воды, прокладка новых магистралей питьевой воды, реконструкция существующих систем сбора и хранения воды или прямые выплаты (субсидии) сёлам, имеющим низкие показатели социального капитала. Причём, для каждой конкретной деревни мог быть выбран любой способ инвестирования, или же промежуточные варианты, т.к. каждая деревня имеет свою величину общего дохода (сумма доходов всех домохозяйств) и среднегодовую норму осадков. Модель откалибровали и воспроизводили эколого-социально-экономические условия шести деревень, расположенных в изучаемом регионе (см. рис.-карту внизу, красными звездочками обозначены деревни, фигурирующие в модели), закладывая показатели урожайности и т.п., собранные из разных источников, с учётом уровня осадков и в соответствии с различными климатическими сценариями.

Модель была апробирована во время организованной авторами проекта рабочей встречи участниками заседания – партнёрами, членами неправительственных организаций Непала, экспертами. Созданная модель даёт возможность анализировать варианты бюджетных ассигнований (распределения бюджетных средств) и влияния различных типов инвестирования на развитие сельских образований по множеству характеристик. Приглашённые специалисты были поделены на пять групп; модель прогонялась на десять последующих прогнозных лет без выбора какого-либо варианта бюджетного ассигнования; затем модель прогонялась ещё раз на десять лет для каждой группы поочередно, с включением в неё характеристик выбранного варианта бюджетного ассигнования (см. табл. внизу).

Далее участники заседания сравнивали выходные данные (результаты) для каждого села (деревни), по всем вариантам инвестирования, по следующим параметрам: общий доход всех домохозяйств (ферм) за двадцать прогнозных лет, поделённый на количество домохозяйств; общий доход всех домохозяйств (ферм) за десять последних прогнозных лет, поделённый на (: П-10) – количество домохозяйств и года; общий доход домохозяйств, вырученный от сбыта урожая, (: П-10); общий доход домохозяйств, выраженный в показателе суммы заработных плат работников – всех жителей села, (: П-10); общий доход домохозяйств, выраженный в показателе суммы денежных переводов мигрантов в свои сёла, (: П-10); общий доход домохозяйств, выраженный в показателе суммы возможных объёмов субсидий, (: П-10); общая сумма необходимого прожиточного минимума для всех членов домохозяйств, (: П-10); общая сумма стоимости переезда для мигрантов из села, (: П-10); общая сумма выплат домохозяйств на обслуживание и ремонт систем сбора и хранения воды, (: П-10); общий показатель кооперации селян (социального капитала) к концу двадцати прогнозных лет (К-20); общее количество объектов инфраструктуры, связанных с водоснабжением, (К-20); сумма всех домохозяйств села, в которых постоянно проживает хотя бы один резидент  (К-20); общее количество селян (К-20); общее количество домохозяйств, имеющих прямой доступ к магистралям питьевой воды (К-20). См. табл. с полученными показателями по группам (вариантам инвестирования) ниже.

В заключение, участники заседания могли сравнить полученные результаты всех пяти групп и выбрать наиболее оптимальный вариант инвестирования – распределения бюджетных ассигнований. Таким образом, созданная модель позволяет получить прогнозные результаты социально-эколого-экономического развития по каждому сельскому образованию региона, применяя различные варианты инвестирования в инженерную инфраструктуру территорий, с учётом различных климатических сценариев, что поможет властям северо-восточного региона Непала и др. заинтересованным лицам выбрать наилучший и самый прибыльный вариант инвестирования для каждого сельского образования, и в итоге решить общий вопрос о способах реконструкции и (или) строительства систем сбора и хранения воды и методов осуществления финансовой поддержки селян.

Более подробно: [J. Janmaat, S. Lapp, T. Wannop, L. Bharati, F. Sugden. Demonstrating Complexity with a Role-playing Simulation: Investing in Water in the Indrawati Subbasin, Nepal. International Water Management Institute, Sri Lanka. Research Report 163. 2015].