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The Economics of River Flood Management: A Challenge for the Federal Organization?

Lünenbürger, Benjamin

German Title: Die Ökonomie des Hochwassermanagement: Eine Herausforderung für die föderale Ordnung?

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Abstract

River floods can be very damaging. Since numerous human responses to floods are possible, the question arises: What is the organization of flood management that leads to the most efficient results? The dissertation first considers flooding and flood management in Germany. Based on that analysis, a theoretical, political-economy model of public flood defense is developed. The basic model is then extended to allow migration between upstream and downstream regions as well as between flood-prone areas and zones without risk. As different flood protection measures have quite different spatial characteristics, the distribution of responsibilities between the different actors is decisive for the overall performance of flood management. The distribution of public responsibilities among the different federal actors is crucial for two reasons. First, there are unidirectional upstream-downstream spillovers that raise the question whether decentralized or centralized provision of public goods is more efficient. Second, benefits from flood protection are concentrated to flood-prone areas near rivers. This concentration creates a natural heterogeneity of preferences for flood defense. These two aspects are also relevant for other issues in water management. Unidirectional spillovers and spatially heterogeneous preferences for public goods challenge the federal organization of flood defense. Following the lead of recent political-economy contributions to fiscal federalism, both aspects are investigated in a two region model with majority voting. Four different decision-making structures are compared: classical decentralization or centralization (based on jurisdictions containing voters both with and without preferences for the public good) and decentralized or centralized single issue authorities (whose jurisdictions, by definition, contain only high preference voters). Decentralized jurisdictions separate upstream and downstream voters, whereas a centralized jurisdiction comprises both groups. It turns out that centralized jurisdictions lead to a very low public good surplus and that either classical decentralization or decentralized single issue authorities achieve the best results under most conditions. The centralized provision of public goods is flawed because there is either an extreme over- or an extreme under-provision of the downstream public good. This can, however, be mitigated if there is a common standard for flood protection or if only the upstream provision of the public good is centralized. Whether or not these two solutions are beneficial depends on the magnitude of spillovers and also on the voting majorities in the two regions. Expanding the model to consider migration led to more complex results. First, citizens can migrate to flood-prone areas. Such migration flows can be induced by too large public flood defense, which is favored if citizens outside of flood-prone areas also finance the public good. Second, migration flow is also influenced by spillovers. The socially efficient population distribution is U-shaped with respect to spillovers. With symmetry assumptions, negative as well as positive unidirectional spillovers favour larger downstream populations. With myopic voters that neglect migration flow, this pattern is not achieved and the downstream population is large for positive spillovers and small for negative spillovers. Centralized jurisdictions are preferable to decentralized ones for smaller spillover effects if migration is possible. This argument is even stronger if voters take migration responses to the provision of public goods into account. The results shed light not only on the federal organization of flood management, but also on the institutional difficulties that arise from the current policy paradigm of the river basin approach to water management.

Translation of abstract (German)

Hochwasserereignisse führen zu hohen ökonomischen Schäden entlang von Flussläufen. Angesichts verschiedener Möglichkeiten zur Schadensvermeidung und -verminderung stellt sich die Frage, welche föderale Ordnung zum besten Hochwasserschutz führt. Die Arbeit untersucht das Hochwassermanagement in Deutschland. Darauf aufbauend wird ein polit-ökonomisches Modell der öffentlichen Bereitstellung von Hochwasserschutz entwickelt. In Erweiterung des Grundmodells werden mögliche Wanderungsbewegungen zwischen Orten am Ober- und Unterlauf sowie zwischen gefährdeten und nicht-gefährdeten Gebieten einbezogen. Die Verteilung der Zuständigkeiten für Hochwasserschutz in einem föderalen System ist entscheidend, da – erstens – unilaterale Spillover vom Ober- auf den Unterlauf die Frage aufwerfen, ob eine dezentrale oder eine zentrale Bereitstellung effizienter ist. Die Zuständigkeiten sind entscheidend, da – zweitens – die Schutzwirkung auf gefährdete Gebiete begrenzt ist, mit der Folge, dass gefährdete und ungefährdete Anwohner unterschiedliche Schutzniveaus wünschen. In Anlehnung an neuere polit-ökonomische Modelle zum Föderalismus entwickelt die Arbeit ein Modell mit zwei Regionen und Mehrheitswahl. Vier föderale Ordnungen werden verglichen: klassische Dezentralisierung oder Zentralisierung (die sowohl Wähler aus gefährdeten und als auch aus ungefährdeten Gebieten umfassen) und dezentrale oder zentrale Zweckverbände (in denen nur die gefährdeten Anwohner organisiert sind). In dezentralen Jurisdiktionen entscheiden Wähler am Ober- und am Unterlauf unabhängig voneinander, während bei zentralen Jurisdiktionen gemeinsame Entscheidungen über Hochwasserschutz getroffen werden. Zentrale Jurisdiktionen führen in den meisten Fällen zu einem geringeren Surplus der öffentlichen Güter als dezentrale Einheiten. Die zentrale Bereitstellung öffentlicher Güter leidet an einer extremen Über- oder Unterversorgung des öffentlichen Gutes am Unterlauf. Diese Ineffizienz kann durch die zentrale Vorgabe eines mindestens zu erreichenden Hochwasserschutzniveaus gemildert werden. Ähnliches erreicht die ausschließliche zentrale Bereitstellung des öffentlichen Gutes am Oberlauf, während dieses am Unterlauf dezentral bereitgestellt wird. Welche der beiden Möglichkeiten vorteilhaft ist, wird durch die Stärke der Spillover und die Mehrheitsverhältnisse der beiden Regionen beeinflusst. Die Endogenisierung der Standortwahl erhöht die Modellkomplexität. Zum einen können die Bürger in gefährdete Gebiete abwandern. Solche Wanderungsbewegungen können durch ein hohes Schutzniveau befördert werden, wenn Anwohner ungefährdeter Gebiete an der Finanzierung des Hochwasserschutzes beteiligt sind. Zum anderen werden Wanderungsbewegungen durch Spillover beeinflusst. Die sozial optimale Verteilung der Bevölkerung ist in den Spillovern U-förmig. Unter Symmetrieannahmen führen sowohl negative als auch positive Spillover zu einer größeren Bevölkerungsgröße am Unterlauf als dies ohne Spillover der Fall wäre. Wenn die Wähler myopisch abstimmen und potentielle Wanderungsbewegungen nicht berücksichtigen, ist die resultierende Bevölkerungsverteilung nicht optimal; positive Spillover führen zu einer großen Bevölkerung am Unterlauf und negative Spillover zu einer kleinen. Im Vergleich zu einem Szenario mit gegebenen Standorten ist bei der Einbeziehung von Wanderungsmöglichkeiten die zentrale Bereitstellung für geringere Spillover vorteilhaft gegenüber der dezentralen Bereitstellung. Diese Aussage gilt umso mehr, wenn die Wähler bei ihren Wahlentscheidungen mögliche Wanderungsströme mit berücksichtigen. Die Relevanz der Ergebnisse beschränkt sich nicht nur auf das Management von Hochwassergefahren; die Analyse erlaubt auch einen neuen Blick auf institutionelle Herausforderungen, die aus dem Politikparadigma des flussgebietsbezogenen Wassermanagements resultieren.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Gersbach, Prof. Hans
Date of thesis defense: 4. May 2007
Date Deposited: 28. Jan 2008 07:50
Date: 2006
Faculties / Institutes: The Faculty of Economics and Social Studies > Alfred-Weber-Institut for Economics
Subjects: 330 Economics
Controlled Keywords: Hochwasserschutz, Politische Ökonomie, Öffentliches Gut, Fiskalföderalismus
Uncontrolled Keywords: Oberlieger-Unterlieger Problematikflood management , political economy , public goods , fiscal federalism , upstream-downstream spillover
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