研究

增加水费可以提高灌溉系统的效率和公平性

• 摘要
• 简介
• 背景和假设
• 方法
  • 物理时间尺度和过程
  • 决策时间尺度和过程
  • 数值实验设计
• 结果
• 讨论
• 结论
• 对本文的回应
• 致谢
• 文献引用

介绍

世界各地许多农业系统的传统智慧表明，农民不能、不愿或不应该支付与地表水输送相关的全部成本，即水的价值以及输送水的运河基础设施的价值，而且它应该被视为一种免费的公共产品。即使在用水户协会(WUAs)活跃的系统中，收取的即使是适度的用水费也是非常低的，而且用水户协会似乎无力强制收取费用，或提供强制执行的可信威胁以诱导自愿支付。在经济合作与发展组织(OECD)的国家中，只有少数国家可以要求完全收回运营、维护和资本成本(OECD 2013)。在巴西，农业用水责任的上限相当于美国的几美分每立方米(Formiga-Johnsson et al. 2007)。在中亚和南亚地区，用水费用更低，尼泊尔、印度和哈萨克斯坦的农民每立方米的用水费用仅相当于美国的几美分(Rogers et al. 2002, Cornish et al. 2004, Ray 2011)。巴基斯坦的费用同样很低，它拥有世界上最大的重力灌溉系统——印度河流域灌溉系统(IBIS) (Khan 2009)。IBIS的每区域费用从85到200巴基斯坦卢比(PKR)不等，根据作物和季节的不同，大约相当于每英亩1-2美元。

尽管这些费用很低，但巴基斯坦农民在柴油燃料上的花费每个季节都要高出几个数量级，用于抽地下水，这表明他们潜在的购买水的意愿，在适当的条件下，可能会被直接用于水使用费(称为abiana用于地表水供应(WSTF 2012)。在之前一项使用灌溉用水供应离散选择实验的研究中，我们测量了这种为可靠地表水付费的意愿是地表水可靠性的平滑函数，上升到每英亩每季23,000卢比(Bell等人，2014年)，以实现100%可靠的供水。重要的是，这一发现在灌溉系统中资源获取的不对称性和成本回收之间提出了一个明确的潜在联系。当系统设计的不对称导致一些用户无法可靠地获得水时，他们反过来也不愿意为维护系统做出贡献。

在目前的研究中，我们开发了一个建模框架，以探索从现场观察到的系统级影响。具体来说，我们研究了如何通过评估巴基斯坦东部旁遮普省IBIS沿线较高的用水费用，来影响系统中整体生产力(经济效率)的结果以及财富积累的分配(公平)。我们开发了一个小型灌溉命令的基于代理的模型(ABM)，它代表了仅由地表水供水的大规模灌溉系统的一小部分，在这个模型中，农民根据预期的水接收来选择他们的种植模式，并通过自愿的市场来交换水分配。水分配市场提供了一个合理的基础，以确定从交换中可能产生的利益(即，谁可能希望使用比其基础分配更多或更少的水，谁可能从这种交易中受益)，并考虑类似的非市场或不公平交换的影响。我们考察了系统维护的一系列不同可能成本结构的效率和公平结果(区分本地水道和全球系统成本)、市场发展水平、水的不对称获取和评估水费。我们借鉴了之前工作中的经验发现(Bell等人，2014年)，根据农民的收费和收入，对他们将支付的费用进行了简单的描述。

我们发现，在一系列不同的假设(尽管是现实的)条件下，提高水费会带来效率的提高和随之而来的权益的改善，因为对运河基础设施和系统维护的投资改善了下游水资源的运输。这些研究结果表明，在(1)农民目前花钱抽地下水以弥补地表水系统的失效和(2)通过初始投资有可能提供明显更好或更可靠的供水的条件下，通过向受益农民评估和收取更高的用水费用，可以获得真正的双赢解决方案。

背景和假设

IBIS是一个公共维护的大型运河系统，由运河供给支线运河，支线运河供给分流河道和支流，而这些分流河道又供给较低层次的河道。IBIS中沿着最低水位水道的灌溉器根据一个固定的循环系统(称为warabandi)，即一个农民将所有进入水道的水占用一段固定的时间，然后再将水流给下一个农民，一个典型的周期约为10天(Bandaragoda, 1998年)。农民对用水的选择(例如，打开和关闭闸门，投入劳动力维护水道)形成了小型灌溉系统中其他地方研究得很好的一种地方公共困境，在这些系统中，水的接收变化很大程度上是当地行动的功能(例如，Janssen等人，2011年，D’exelle等人，2012年)。巴基斯坦等大规模公共灌溉计划与此类系统的不同之处在于，输水至终点站水道的决定取决于更高规模的投资和拨款决定(Bell等，2015年)一个)，其中农民的主要联系是缴纳的用水费。由于全国各地的情况有所不同，这笔费用的一部分通常保留在当地，用于当地的维护，而其余的费用则集中收取，并(以某种方式)用于更大的IBIS系统的维护。我们研究的重点是这些后一种过程，将系统维护方面更广泛的投资与当地水道的性能联系起来，而不是与当地水道公地本身联系起来。然而，在我们的设计和讨论中，我们注意到本地困境对我们更广泛的发现可能产生的影响。

如果我们考虑到部分用水费用有助于形成进口条件(即水接收的可靠性)，从而影响支付了费用的灌溉者的当地水道，那么通过改善供水基础设施来提高农场层面的生产力似乎是合理和直观的。如果成本回收率较高，并且这些收入用于维护和适当的资本投资，那么至少一些农场的供水应该得到改善。到达这些农场出水口的水量将更高、更可预测，从而使农民能够更好地将种植模式与可用的水资源相匹配，并有可能选择更耗水、价值更高的作物。尽管作物选择最终受到无数因素的影响，但有证据表明，水的可靠性是其中之一:我们之前在该地区多个地点的研究发现，大量耗水的水稻和甘蔗只在通过低盐度地下水获得可靠供应的地点种植(Bell et al. 2014)。尽管有这种可能的提高效率的机制，但用水费用的实际增加是否能显著提高整个系统的效率仍然是一个悬而未决的问题。因此，我们应用建模框架的第一个测试是，通过以下假设(零形式)，我们的实地观察结果(即，随着可靠性的提高，支付用水费用的意愿稳步增加)是否有意义地转化为潜在的效率提高，以整个系统的产量衡量:

•H1₀:水费提高后灌溉系统效率没有提高

第二个悬而未决的问题是，考虑到运河灌溉系统提供的不平等的用水渠道，任何改进的好处是否会在系统中的所有农民之间公平地分享。改善基础设施和减少渗漏可能意味着至少一些农民将得到更多的水，但并不明显的是，在运河系统、运河中的分流系统、分流系统中的未成年人等等的下游，一项特定投资的效益将被感知到。如果改善后的供水能惠及更多的农民，公平就可能得到改善。然而，如果收益分配不公平，那么那些最不容易获得运河灌溉的农民(例如，那些靠近运河末端或分流的农民)实际上可能会变得更糟，支付更高的用水费用，却无法从改善的基础设施中获得任何好处，相反，这些好处被那些靠近上游的农民所获得。考虑到我们之前的经验研究，更有可能的情况是，他们根本不会支付，完全不受影响，也不再参与共享系统。在成本回收的特定变化下，系统公平是否可能得到改善、恶化或保持不变，这在先验上是不明显的，因此，系统投资是否可能产生公平-效率的权衡。因此，我们的第二个和第三个假设考察了水费增加后的系统公平结果(以累积财富分配衡量)，以及它与效率结果的关系:

•H2₀:水费增加不影响灌溉系统的公平性

•H3₀:灌溉系统效率的提高不会以牺牲灌溉系统的公平为代价

有几个因素使对巴基斯坦的分析复杂化。一是许多系统都是联合使用，同时依赖地表和地下水(以及较少程度的降雨)，地下水质量和抽水成本可能高度异质性(Mahmood et al. 2001, Qureshi et al. 2010)。第二个因素是(如上文在地方公地困境的背景下所介绍的)，实际的水分配往往与官方分配不同，有时是通过自愿交易，但在某些情况下是由更有影响力的个人推动的，或在其他情况下是由于获得水资源的不平等而促成的，从而导致不公平的分配(Bandaragoda, 1998年)。第三，维护和发展灌溉基础设施的成本结构没有得到很好的报道;相反，文献只报告了评估和回收的费用，以及众所周知无法覆盖真正运营和维护成本的支出(例如，Wolf 1986, Habib 2002)。在所有这些案例中，我们缺乏关于地下水矿化度和抽水成本概况的经验数据，关于水分配被窃取或胁迫的程度，或关于维护该地区灌溉基础设施的真实成本的经验数据，以在模型环境中有意义地描述它们。

然而，我们注意到，一个好的系统模型不一定是包含所有可能的变量和因素的模型，而是包含这些额外因素的简化模型，其结果将保持健壮。我们提出了一个简单的建模框架，在可能的情况下利用敏感性分析来确定对未知输入(如真正的维护成本)的稳健影响，并讨论这些影响如何在我们没有纳入的过程中持续存在，如地下水供应或用户之间的其他水交换模式。我们的框架采用了一种基于主体的模型(ABM)方法，它将决策主体(如农民、司机、审议机构、政府等)作为分析的基本单元，并允许系统级结果(如土地覆盖、交通，或者在我们的例子中，灌溉性能)从主体之间的相互作用、它们所处的环境以及它们所做的决定中产生(Matthews等人，2007年，Bruch和Atwell 2015年)。有大量文献将ABM应用于农业决策研究(例如，Deadman等人2004年，Robinson和Brown 2009年，Bell 2011年，Bell等人2016年)，建立了几个专门考虑灌溉者的模型，包括在亚洲灌溉背景下跨农业和渔业的劳动力分配(Schlüter等人2009年)，或西非灌溉背景下的集体使用规则(巴雷托等人2004年)。ABMs在分析资源使用方面的巨大优势是能够表示高度特定于上下文的决策过程。然而，权衡的结果是，这样的模型通常很难共享或应用到新的环境中，新的研究路线通常需要新的模型(正如我们的一样)。

方法

我们开发了一个由24个农场代理(即农民)组成的小型灌溉指挥的ABM。完整的模型描述遵循ABMs的概述、设计概念和细节(ODD)协议(Grimm et al. 2006, 2010)包含在附录1中。在本节中，我们将总结模型结构、参数和关键假设。完整的模型通过OpenABM.org (Bell 2015)发布。此外，为了使为该模型开发的一些工具包更加可用(Bell等，2015b)、(1)灌溉渠道模型、(2)土地利用决策遗传算法和(3)水市场模型的单个子模型均可直接从模型的OpenABM页面(https://www.openabm.org/model/4727/version/1/view）.

物理时间尺度和过程

我们将灌溉指挥区建模为具有外生上游水源的节点-通道模型(图1)。在每个水时间步长中，从上游入口进入系统的水在整个系统中传播，每个通道段的渗流损失取决于每个节点的维护水平和潜在的退出(在没有市场交易的情况下)，这取决于位于节点上的农场的分配。任何没有被抽出的水都从每个通道的最后节点排出去。因此，建模的时间尺度相当于一个完整的灌溉循环周期(在旁遮普邦通常是10天)，不需要明确地建模沿渠道的水流速率或农场节点灌溉闸门的主动打开和关闭。如果没有足够的维护和维护投资，指挥区通道和上游入口的基础设施在每个水时间步中都会退化，导致前者的渗漏损失更高，而后者的入口流量更不规则。

决策时间尺度和过程

我们将一年近似为36个时间步或大约360天(以后称为决策时间步)。在每一个决策时间步骤中，农民为他们的农场选择最佳的土地使用组合(包括将土地划分为小块，每个小块都有自己的水分配和作物轮作)，他们愿意支付的评估用水费用水平，以及是否与邻近水道的其他农民交易(购买或出售)水分配。此外，在每个决策时间步骤中，通过水使用费收取的收入用于维持上游入口和本地通道基础设施。

作物决策的遗传算法

基于Jensen作物水分生产函数(Kipkorir和Raes 2002)，农民基于对历史水收入的记忆和对作物水分产量的普遍已知函数(在模型中)，对作物水分产量做出了预期的作物决策。

农民为他们的农场决定最佳的土地使用组合(如表1所示)，使用遗传算法使净收入的预期效用最大化。该模型中使用的遗传算法将土地利用组合作为一个基因，将个体轮作(连同其面积和水分配的分数)作为特征。该算法遵循曼森(2005)和曼森和埃文斯(2007)使用的相同设计，通过精英比赛的选择进行繁殖，通过(1)双亲之间的杂交，(2)单亲父母的突变，或(3)不改变的直接繁殖。交叉是作为作物轮转的简单洗牌来执行的，即，属于两个父组合的所有作物轮转集合被池化，然后每个轮转随机分配给两个子组合中的一个。突变可以发生在组合的任何部分:(1)区域突变，(2)水突变，或(3)作物突变。

在目前的研究中，我们能够获得成本、需水量(在整个作物生长周期的不同时间点)的可靠估计，以及在我们感兴趣的地区(巴基斯坦旁遮普省)，就面积而言，八种最重要的作物的产量:普通水稻、印度香米、小麦、甘蔗、棉花、马铃薯、玉米和洋葱。所有的作物数据和来源都包括在附录2中。作物数据可能不仅包括产量、价格和可变投入成本，如劳动力、化肥等，还可能包括固定成本，如机器或特定作物的土地准备，这些成本可以在多种作物之间共享，以捕捉农民在不同种植制度之间切换的不完善和不稳定的能力(对于目前的研究，我们的数据中不包括任何固定成本)。

水费缴纳决策模型

该模式下，养殖场选择按以下时间表缴纳水费:

(1）

其中，23000值对应于Bell等人(2014年)估计的每公顷可靠供水支付约23000卢比的最大累积意愿。这一模型结构反映了我们坚持的假设，即农民愿意为保证供水支付每公顷2.3万卢比的价格，但如果评估费用是这样的话，他们同样愿意支付更低的价格。

收取的费用被分配到单独的渠道账户中，农场只向他们取水的渠道缴纳费用，并按比例分配进水口和其他渠道的费用，这些费用由表2中描述的灌溉系统参数确定。

水资源配置的市场模式

农村水市场可能很难解决，因为农场同时有可能成为水分配的买方或卖方。例如，如果一个农场有足够的水来种植小麦，但没有足够的水来种植甘蔗，那么少量额外的水的边际价值可能会很低(因为他们不能利用这些水为自己的利益服务)，但如果能使他们从小麦过渡到甘蔗，那么更多的水的边际价值就会很高。同时，他们可能对卖水很感兴趣。

水市场子模型充当一个票据交换所，接收一个市场中农场愿意在δ通过的增量上进行的所有出价列表nδ的水分配和一个单独的价格列表，在该价格列表中相同的农场将愿意通过出售δ的增量nδ的水分配。通过估计额外分配(和实际收到)δ对农民效用的预期变化，对每个农民的出价和要价进行评估nδ(计算购买出价)或由δ通过分配减少nδ(计算出售的要价)。注意，δ的水分配的变化与δ的水接受的变化是不一样的;子模型查看邻近农场的实际水接收历史，以确定随着δ分配的变化，预计实际水接收会发生什么变化。

市场上所有农场的所有竞价列表从最大到最小排序，并依次为每个竞价解决一个标准的“背包”组合优化问题(例如，Strandmark 2009)，直到没有更多可能的交易。如果有一组增量出售，其提供的增量的总价低于支付整套增量的意愿，则交易是可能的，例如，出价18的4δ可以由出价12的3δ和来自另一个农场的出价5的δ来满足。一旦农场以买方或卖方的身份参与了一项交易，它就会在这一时间步骤中离开市场，并且在最早的下一个决策时间步骤之前不会参与进一步的交易。

数值实验设计

我们对维持上游入口可靠性的成本(3个等级)、本地通道维护的成本(3个等级)、农户允许的市场参与程度(即农户在市场上可以买卖的分配增量的限制;3层)，运河指挥的结构(即24个农场平均分布的分支的数量;3个等级)和评定的水费等级(4个等级)。我们用3个随机种子重复这种条件扫描，总共进行了972次建模运行。

在每次模拟运行的初始化时，农场没有以前的水接收记忆或可供考虑的候选土地使用组合。在Δt_w= 0(即，水的时间步长为0)，设置模拟的随机种子，初始化景观，模拟运行10个完整的决策时间步长(在我们的模拟中，360 Δ)t_w)而不采取任何行动，以积累水的接收记忆。第一个决定时间步骤Δt_D因此发生在Δt_w= 361。

表2总结了我们所选实验的模型参数化。遗传算法参数化是基于Manson(2005)的参数化。南亚灌溉系统维护的真实成本并不为人所知，因为记录的最多是收入和支出，而不是实际维护和维修需求(Malik et al. 2014);在我们的实验中，我们选择了当地和全球灌溉维护成本，以覆盖从微不足道到有限的成本水平的一系列条件。在这些实验中评估的用水费用水平被选择跨越一系列条件，但值得注意的是，该范围始于巴基斯坦(作为亚洲大规模公共灌溉的代表)目前的用水费用评估水平，止于农民为可靠的运河水付费的测量意愿(Bell等人，2014年)。

结果

我们的主要兴趣是考察在一系列不同成本和市场准入条件下，当用水费用增加时，经济效率(以生产价值(VOP)衡量)和权益(以财富基尼系数衡量)的结果。这里，农场财富既包括农业收入，也包括水分配的销售收入。完整的实验结果见附录3;在本节中，我们将绘制其中的一个子集来说明整个实验所传达的总体叙述。

纵观所有模拟运行的所有农场(图2)，我们观察到作物选择和效率作为地表水可靠性函数的清晰模式(以模拟持续时间内获得的分配水的比例来衡量)。地表水可靠性低的农场(图2A中左侧的峰值)似乎种植更多低价值、健壮的作物，如玉米或小麦;随着地表水可靠性的提高，人们逐渐转向种植更高价值但对水敏感的作物，在我们的数据集中，这包括种植洋葱和甘蔗。这与我们之前在旁遮普的实地研究(Bell et al. 2014)中观察到的趋势一致。

在灌溉系统的各种结构条件下(图3)，效率随着用水费用的增加而提高。我们既考虑了一个系统中水费增加的可能性很大，从而对系统性能产生影响，随后是一个“高潜力”系统(图3A)，也考虑了一个“低潜力”系统(图3B)。就我们的实验变量而言，高潜力体现在:(1)相对较低的维护成本，这意味着即使是适度增加使用费也会导致基础设施的快速改善;(2)高度不对称，农民都沿着单一水道安排。相比之下，低水能系统的维护成本相对较高，而且由于农民平均分布在三条直接进入入水口的水道上，因此不对称进入的问题较少。我们注意到，这种效率的提高对市场发展的变化具有很强的适应性;也就是说，农户在每一个决策时间步骤中出售其分配份额的程度不断增加，并不会破坏更高的用水费用带来的效率收益。

同样，我们观察到，随着用水费用的增加，各个农场的财富不平等明显(尽管轻微)减少(图4A, B)。这种减少似乎对灌溉结构条件和市场发展都很强劲。然而，单独的可视化并不能证明效果，这促使我们对实验扫描变量和感兴趣的结果之间的关系进行正式测试。

将972个模拟运行中的每一个作为独立的数据点，我们的扫描变量的影响从主效应和一阶相互作用的简单普通最小二乘(OLS)回归中清晰地显现出来(表3)。系统级效率(VOP)随着用水费用的增加而增加(拒绝H1的证据)₀)，而水资源分配市场的发展会产生负面影响，可能会抵消这些效率方面的部分收益。也就是说，当农场出售其分配的土地时，水道中的一部分土地将被用于价值较低的作物或完全不再使用(我们注意到，我们的模型没有明确模拟任何替代收入)，因此，即使一些农场生产价值较高的作物，而另一些农场做出理性选择出售其分配的土地，整个流域的财富创造也会减少。本地成本和进口成本都对VOP下降有直观影响;随着系统的维护成本越来越高，总体维护水平就会降低，生产也会降低。将农民分散在多个渠道上，以对称的方式获取资源，可以提高系统的产量。VOP的关键相互作用包括:(1)当本地成本对VOP的影响更高时abiana水平高;(2)当当地维护成本较高时，渠道多的效果更为重要;和(3)更高abiana水平和更多的频道对VOP有抵消性的积极影响。

权益(财富基尼系数)也随着用水费用的增加而提高(回想一下，基尼系数越低表明财富分配越平等)，尽管我们注意到在这个回归中解释方差的总体水平较低。在财富回归模型中包括一阶相互作用项，基尼导致这些显著效应消失，可能是通过共线性和方差膨胀。综上所述，这些结果表明，如果存在，增加水费对股本的任何影响都是小的但积极的(即，降低基尼系数);我们没有发现拒绝H2的支持₀，没有证据表明，提高水费会使公平恶化。此外，我们的基尼系数和生产结果呈负相关(皮尔逊系数为-0.2375，在0.1%处显著，表明效率和公平之间存在正相关关系)，因此没有发现H3的支持₀在美国，效率的提高是以牺牲公平为代价的。

总的来说，回归模型中的解释变量反映了灌溉系统的结构(成本，渠道数量)，显示了我们的高潜力和低潜力分类对结果的影响:较高的维护成本倾向于降低农场的生产能力，而更多的渠道数量(因此更对称的水获取)倾向于提高公平和效率。有趣的是，在我们的扫描中，我们没有观察到市场发展(numdelta)与其他变量的显著交互效应。

讨论

我们给出了一个简单的结果叙述，在附录3中通过详细的实验扫描结果进一步详述。总的来说，我们的研究结果表明，提高用水费用不仅能提高农业效率，而且不会损害指挥地区的公平。当农民能够更好地选择和种植对水敏感、价值更高的作物时，效率就会提高。这一结果对于一系列的运营和管理成本结构和水获取的对称性是稳健的，捕捉了从小到大灌溉指挥区域可能出现的变化。此外，这一结果在很大程度上对农场之间能够交易其水资源分配的变化是稳健的。

其基本机制是，如果农场愿意为可靠的供水支付更多的费用(例如，Bell等人，2014年)，如果收取的水费被投资于系统维护和改进，那么更高的水费可以刺激一个自我强化的系统，提高成本回收和下游用户赋权。业绩的改善会使受助人支付更大比例的分摊费用，从而进一步改善业绩，并可能带来更大的成本回收。由于系统的改进使分配能够进一步满足下游的需求，下游用户反过来得到更可靠的供应，能够通过提高生产力或转向更高价值的生产在其土地上进行更有利可图的种植，并且愿意向系统支付更多的费用。然而，我们必须强调，这一段以几个“如果”开头。特别是，这一机制取决于是否有适当的机构将所收的水费转化为制度的改进;我们当前研究的目标不是详细讨论这些问题，而是通过说明在适当的情况下如何改变巴基斯坦的灌溉景观，来证明它们的重要性。

这一机制也呈现出某种鸡生蛋还是蛋生鸡的问题:这种成本回收和系统维护的自我强化机制，在很大程度上取决于对供水可靠性进行明显改善的资金投资。这样的初始投资可能来自农民自己，前提是他们贡献的增加应该导致绩效的提高，但对于目前没有获得可靠供水的农场来说，这可能是一个大要求。事实上，Bell等人(2014)的研究结果表明，农民愿意支付更高的用水费用的主要因素之一是他们对现有地表水供应可靠性的认知。当然，如果他们的贡献不能迅速导致改善交付，这种贡献就不太可能持续，正如巴基斯坦灌溉管理转移过程(IMT)中更广泛观察到的那样:当地管理的最初变化导致用水费用收取的短期改善，但在随后的季节中，当农民不容易看到效益时，用水费用收取迅速下降(例如，Asrar-Ulhaq 2010, Ghumman et al. 2011)。相反，项目启动可能需要通过外部投资，并明确承诺对基础设施的维修和维护进行投资。这将背离发展项目投资的广泛历史，在这种历史中，新的基础设施带来更大的政治资本，从而形成一个建设-忽视-重建的循环(Khan 2009)。

然而，我们认为，在基础设施维修和维护方面持续投资的回报，是一种有效、公平地改善灌溉用水供应的强有力机制。为了简单起见，我们在我们的模型中排除了额外的水源，但我们预计在巴基斯坦常见的联合使用系统下，这种影响是成立的。用于抽取地下水的柴油是灌溉者的主要成本(Bell et al. 2014)，因此使用地下水在某种程度上更像是富人的特权。在某种程度上，提供地表水会比抽水地下水更具成本效益或更受欢迎(因为巴基斯坦大部分可用的地下水无论如何都是从地表水系统泄漏的，并且会含有地表水所不含的污染盐和矿物质;WSTF 2012)，对改善地表水输送的基础设施和维修的投资应该引导甚至更富有的农民远离地下水，向更多的水使用费支付，并在我们的模型中观察到弱势农民的净赋权。

我们还排除了除市场子模型以外的任何水分配交换处理，该子模型不包含相对议价能力的度量。即使设计分配的偏差纯粹是由于强制或强制而存在，我们的机制也会保持不变，前提是至少有一部分指挥区域会从更可靠的水进入系统中受益(即，那些不能或不能仅通过盗窃或强制满足其需求的人)。由于这些贡献者导致了性能的提高，终端用户的净授权也可能有助于减少未来偷窃或胁迫的可能性。

结论

我们应用了一个基于代理的模型，农场根据预期的水量来决定种植什么，并根据他们所获得的水的可靠性来支付用水费用。我们发现，提高用水费用提高了系统内的农业总产量，并改善了系统内农场之间的财富分配;该结果对一系列灌溉结构特征(即当地与全球维护的成本和获取的不对称性)具有鲁棒性。我们之前在该地区的工作(Bell et al. 2014)挑战了农民不愿为水支付更多费用的观点;我们目前的研究表明，如果征收更高的用水费，可以为一系列不同形式的灌溉系统带来系统层面的效益。

在一个实际的灌溉系统中启动这种性能的主要挑战是在灌溉性能的初始提供可察觉的改进。新的指挥地区可以从一开始就征收高额费用，但更普遍地说，重要的是将项目资金或公共支出用于现有灌溉基础设施的运营和维护，而不是用于新的项目。激活自我强化的成本回收机制可以使此类投资具有极高的价值。

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