Uncertainties of SWAT Model in Irrigated Paddy Field Watershed

Abstract

Soil and Water Assessment Tool (SWAT) 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.

Applicability of SWAT Model for Streamflow Simulation in a Highly Managed Agricultural Watershed

“…Studies conducted in Kashima river watershed in Chiba prefecture had an average of 0.66 for R² and 0.55 for NS based on different analysis conducted. The average of Pand R-factor was 0.93 and 0.79 respectively(Sofiyuddin et al, 2016). Similar range have also been obtained in watershed outside Japan.…”

Development of SWAT-Paddy for Simulating Lowland Paddy Fields

“…Therefore, an advantage of Sakaguchi's model compared to PCPF-1@SWAT, which requires users to define two parameters to represent water loss from impoundment through paddy soil, is lesser number of fitting parameters for paddy simulation. Sofiyuddin et al [34] analyzed the performance and structure of Sakaguchi's model by comparing it to the original SWAT model, and concluded that the proposed model structure improved the model performance. Though those models showed acceptable simulation results in their research, the structures of those models are still based on the concept of pothole module.…”

Development of SWAT-Paddy for Simulating Lowland Paddy Fields

“…Therefore, an advantage of Sakaguchi's model compared to PCPF-1@SWAT, which requires users to define two parameters to represent water loss from impoundment through paddy soil, is the lower number of fitting parameters for paddy simulation. Sofiyuddin et al [25] analyzed the performance and structure of Sakaguchi's model by comparing it to the original SWAT model and concluded that the proposed model structure improved the model performance.…”