Ketidakpastian model SWAT di daerah aliran sungai berlahan sawah irigasi
DOI:
https://doi.org/10.31028/ji.v11.i1.11-22Kata Kunci:
SWAT, SWAT termodifikasi, sawah, debit sungai, analisis ketidakpastian, SUFI-2Abstrak
Soil and Water Assessment Tool (SWAT) Â merupakan model hidrologi yang sangat berpotensi digunakan untuk memodelkan daerah aliran sungai yang didominasi lahan pertanian. Namun demikian, struktur model ini dapat menyebabkan ketidakpastian khususnya apabila diaplikasikan untuk lahan sawah beririgasi. Hal ini dikarenakan SWAT pada awalnya dikembangkan untuk memodelkan lahan pertanian yang tidak memiliki genangan sehingga asumsi ataupun struktur modelnya berbeda dibandingkan dengan konsep pemodelan yang biasa digunakan di lahan sawah. Namun demikian, tingkat pengaruh ketidakpastian ini terhadap performa model secara keseluruhan belum teridentifikasi secara detail. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa performa, kesesuaian aplikasi dan ketidakpastian SWAT (model awal dan modifikasinya) untuk memodelkan daerah aliran sungai berlahan sawah irigasi. Analisa dilakukan dengan mengevaluasi struktur model dan menganalisa ketidakpastian menggunakan metode Sequential Uncertainty Fitting (SUFI-2) pada beberapa tipe model, yaitu model orisinil dan termodifikasi. Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa struktur model pada SWAT tidak mengakomodir proses genangan, rembesan, dan irigasi di lahan sawah. Pengaruh dari ketidaktepatan struktur model ini dapat dikurangi dengan melakukan kalibrasi sehingga menghasilkan indeks performa yang baik. Namun demikian, perbedaan performa secara signifikan dapat diamati setelah dianalisa lebih lanjut dengan memperhatikan ketidakpastian. Reliabilitas model termodifikasi lebih baik karena menghasilkan rentang ketidakpastian yang lebih sempit khususnya pada periode debit rendah. Hasil ini juga menunjukkan bahwa genangan, rembesan, dan irigasi merupakan proses yang sangat penting untuk pemodelan hidrologi di daerah aliran sungai berlahan sawah irigasi.
Unduhan
Referensi
Abbaspour, K. C. (2014). SWAT-CUP 2012: SWAT Calibration and Uncertainty Programs - A User Manual. Swiss: EAWAG. Retrieved May, 2015, from http://swat.tamu.edu/media/114860/usermanual_swatcup.pdf
Abbaspour, K. C., Johnson, C. A., & Van_Genuchten, M. T. (2004). Estimating uncertain flow and transport parameters using a sequential uncertainty fitting procedure. Vadose Zone Journal, 3(4), 1340-1352.
Beven, K. (2012). Rainfall-Runoff Modeling: The Primer, Second Edition. Chicester, United Kingdom : John Wiley & Sons, Ltd.
Boulange, J., Watanabe, H., Inao, K., Iwafune, T., Zhang, M., Luo, Y., & Arnold, J. (2014). Development and validation of a basin scale model PCPF-1@SWAT for simulating fate and transport of rice pesticides. Journal of Hydrology,517, 146-156.
Cibin, R., Sudheer, K. P., & Chaubey, I. (2010). Sensitivity and identifiability of stream flow generation parameters of the SWAT model. Hydrological Processes, 24, 1133-48.
Du, B., Arnold, J. G., Saleh, A., & Jaynes, D. B. (2005). Development and application of SWAT to landscapes with tiles and potholes. Transaction of ASAE, 48(3), 1121-1133.
Eguchi, S., Aoki, K., & Kohyama, K. (2011). Development of agricultural soil-profile physical properties database, Japan: SolphyJ. Paper presented at ASA-CSSA-SSSA International Annual Meetings, San Antonio, Texas.
Gassman, P. W., Reyes, M. R., Green, C. H., & Arnold, J. G. (2007). The Soil and Water Assesment Tool: historical development, applications, and future research directions. Transactions of the ASABE, 50(4), 1211-1250.
Hayase, Y. (1999) Runoff analysis of paddy field based watersheds. In Advanced Paddy Field Engineering. Tokyo, Japan: Japanese Society of Irrigation, Drainage and Reclamation Engineering.
Khepar, S. D., Yadav, A. K., Sondhi, S. K., & Siag, M. (2000). Water balance model for paddy fields under intermittent irrigation practices. Irrigation Science, 19(4), 199-208.
Kim, C. G., Kim, H. J., Jang, C. H., Shin, S. C., & Kim, N. W. (2003). SWAT application to the Yongdam and Bocheong watersheds in Korea for daily stream flowstream flow estimation. Paper presented at Second International SWAT Conference Proceeding, Bari, Italy.
Luo, P., Takara, K., He, B., Cao, W., Yamashiki, Y., & Nover, D. (2011). Calibration and uncertainty analysis of SWAT model in Japanese river catchment. Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser B1 (Hydraulic Engineering, 67(4), 61-66.
Moriasi, D. N., Arnold, J. G., Van_Liew, M. W., Bingner, R. L., Harmel, R. D., & Veith, T. L. (2007). Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations. Transactions of the ASABE, 50(3), 885-900.
Neitsch, S. L., Arnold, J. G., Kiniry, J. R., & Williams, J. R. (2011). Soil and Water Assessment Tool Theoretical Documentation - Version 2009. Texas, USA: Texas Water Resources Institute. Retrieved May, 2015, from http://twri.tamu.edu/reports/2011/tr406.pdf
Nossent, J., & Bauwens, W. (2012). Multi-variable sensitivity and identifiability analysis for a complex environmental model in view of integrated water quantity and water quality modeling. Water Science & Technology, 65(3), 539-549.
Refsgaard, J. C., Van_der_Sluijs, J. P., Brown, J., & Van_der_Keur, P. (2006). A framework for dealing with uncertainty due to model structure error. Advances in Water Resources, 29(11), 1586-1597.
Sakaguchi, A., Eguchi, S., & Kasuya, M. (2014a). Examination of the water balance of irrigated paddy fields in SWAT 2009 using the curve number procedure and the pothole module. Soil Science and Plant Nutrition, 60(4), 1-14.
Sakaguchi, A., Eguchi, S., Kato, T., Kasuya, M., Ono, K., Miyata, A., & Tase, N. (2014). Development and evaluation of a paddy module for improving hydrological simulation in SWAT. Agricultural Water Management, 137, 116-22.
Somura, H., Takeda, I., Arnold, J. G., Mori, Y., Jeong, J., Kannan, N., & Hoffman, D. (2012). Impact of suspended sediment and nutrient loading from land uses against water quality in. the Hii River Basin, Japan. Journal of Hydrology, 450(451), 25-35.
Smakhtin, V. U. (2001). Low flow hydrology: a review. Journal of Hydrology, 240(3), 147-86.
van_Griensven, A., Meixner, T., Grunwald, S., Bishop, T., Diluzio, M., & Srinivasan, R. (2006). A global sensitivity analysis tool for the parameters of multi-variable catchment models. Journal of Hydrology, 324, 1-4.
Xie, X., & Cui, Y. (2011). Development and test of SWAT for modeling hydrological processes in irrigation districts with paddy rice. Journal of Hydrology, 396(1), 61-71.
Unduhan
Diterbitkan
Cara Mengutip
Terbitan
Bagian
Lisensi
Naskah dilisensikan berdasarkan Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.