Application of SWAT Model for Spatial Runoff Analysis from Land Use Change in Nam Mae Suai Sub-Watershed, Chiang Rai Province
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
The Nam Mae Suai sub-watershed has water resource problems, including flooding and water scarcity every year. Consequently, the amount of water flowing into the Nam Mae Suai Reservoir may fluctuate due to land use changes in the past. Therefore, the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model was applied to assess the mean runoff and to analyze the water balance from the land use change effects from 2013 to 2018. The results showed that the SWAT model was effective in runoff assessment and water balance analysis for the Nam Mae Suai sub-watershed. The results of model calibration gave values for the coefficient of determination (R2) of 0.80, the Nash-Sutcliffe efficiency (NSE) of 0.76 and the percentage bias (PBIAS) of -9.2. It was found that between 2013 and 2018, there was a decrease forest area of 2.9 percent, converted to agricultural and residential areas, causing the average annual runoff to decrease by less than 1 percent. So, it can be observed that the amount of runoff during the dry period decreased by approximately 2 percent, especially at the end of the rainy season from October to December, due to decreasing rainfall, and reduction of forest areas into agricultural areas, causing water loss from evapotranspiration to increase by 2 percent. This causes the soil water storage and streamflow to decrease and the water yields also only slightly decreased. It can be concluded that the runoff volume and water balance of Nam Mae Suai sub-watershed slightly decreased from land use changes. (Overall decreased by no more than 2 percent)
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
ข้าพเจ้าและผู้เขียนร่วม (ถ้ามี) ขอรับรองว่า ต้นฉบับที่เสนอมานี้ยังไม่เคยได้รับการตีพิมพ์และไม่ได้อยู่ในระหว่างกระบวนการพิจารณาตีพิมพ์ลงในวารสารหรือสิ่งตีพิมพ์อื่นใด ข้าพเจ้าและผู้เขียนร่วม (ถ้ามี) ยอมรับหลักเกณฑ์และเงื่อนไขการพิจารณาต้นฉบับ ทั้งยินยอมให้กองบรรณาธิการมีสิทธิ์พิจารณาและตรวจแก้ต้นฉบับได้ตามที่เห็นสมควร พร้อมนี้ขอมอบลิขสิทธิ์ผลงานที่ได้รับการตีพิมพ์ให้แก่วารสารวนศาสตร์ คณะวนศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ กรณีมีการฟ้องร้องเรื่องการละเมิดลิขสิทธิ์เกี่ยวกับภาพ กราฟ ข้อความส่วนใดส่วนหนึ่ง หรือ ข้อคิดเห็นที่ปรากฏในผลงาน ให้เป็นความรับผิดชอบของข้าพเจ้าและผู้เขียนร่วม (ถ้ามี) แต่เพียงฝ่ายเดียว และหากข้าพเจ้าและผู้เขียนร่วม (ถ้ามี) ประสงค์ถอนบทความในระหว่างกระบวนการพิจารณาของทางวารสาร ข้าพเจ้าและผู้เขียนร่วม (ถ้ามี) ยินดีรับผิดชอบค่าใช้จ่ายทั้งหมดที่เกิดขึ้นในกระบวนการพิจารณาบทความนั้น”
References
Chilagane, N., Kashaigili, J., Mutayoba, E., Lyimo, P., Munishi, P., Tam, C., Burgess, N. 2021. Impact of land use and land cover changes on surface runoff and sediment yield in the Little Ruaha River Catchment. Open Journal of Modern Hydrology, 11, 54-74. doi:10.4236/ojmh.2021.113004.
Gupta, H.V., Sorooshian, S., Yapo, P.O. 1999. Status of automatic calibration for hydrologic models: Comparison with multilevel expert calibration. Journal of Hydrologic Engineering, 4(2): 135-143. doi.org/10.1061/(ASCE)1084-0699(1999)4:2(135)
Fernandez, G., Chescheir, G., Skaggs, R., Amatya, D. 2005. Development and testing of watershed-scale models for poorly drained soils. American Society of Agricultural and Biological Engineers, 48:639-652. doi.org/10.13031/2013.18323
Hong, Z., Wang, B., De, L.L., Mingxi, Z., Lance, L.M., Qiang, Y. 2020. Using an improved SWAT model to simulate hydrological responses to land use change: A case study of a catchment in tropical Australia. Journal of Hydrology, 585: 124822. doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.124822
Hydro Informatics Institute. 2018. Basic Information of 25 River Basins in Thailand: Kok River Basin. https://www.senate.go.th, 10 April 2022. (in Thai)
Land Development Department. 2013. The Data of Classification Land Use Type 2013. http://dinonline.ldd.go.th, 7 November 2021. (in Thai)
Moriarty, P., Batchelor, C., Abd-Alhadi, F., Laban, P., Fahmy, H. 2007. The EMPOWERS Approach to Water Governance: Guidelines, Methods and Tools. https://www.ircwash.org/sites/default/files/empowers_guidelines_methods_and_tools.pdf, 4 March 2022.
Moriasi, D., Arnold, J., Van, L.M., Bingner R., Harmel R.D., Veith, T. 2007. Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations. Transactions of the ASABE, 50(3): 885-900. doi.org/10.13031/2013.23153
Nandini, R., Kusumandari, A., Gunawan, T., Sadono, R. 2019. Assessment of land use impact on hydrological response using soil and water analysis tool (SWAT) in Babak Watershed, Lombok Island, Indonesia. Agriculture and Natural Resources, 53(6): 635–642.
Nash, J.E., Sutcliffe, J.V. 1970. River flow forecasting through conceptual models, part 1: A discussion of principles. Hydrology, 10(3): 282-290.
Neitsch, S.L., Arnold, J.G., Kiniry, J.R., Srinivasan, R., Williams, J.R. 2005. Soil and Water Assessment Tool Input/Output File Documentation (Version 2005). http://swatmodel.tamu.edu/media/1291/SWAT2005io.pdf, 4 March 2022.
Sahu, M., Lahari, S., Gosain, A., Ohri, A. 2016. Hydrological modeling of Mahi Basin using SWAT. Journal of Water Resource and Hydraulic Engineering, 5: 68-79. doi.org/10.5963/JWRHE0503001.
Sujira, S. 2019. Climate Change and Land Use Change on Water Accounting in Upper Nan Sub-Watershed. M.S. Thesis, Kasetsart University, Bangkok, Thailand. (in Thai)
THAICID. 2020. Manual on Planning of Structural Approaches to Flood Management. Mittrapap Karnpim and Studio, Bangkok, Thailand. (in Thai)