perencanaan pengelolaan sumber daya air dan pengendalian pencemaran untu1

8/17/2019 Perencanaan Pengelolaan Sumber Daya Air Dan Pengendalian Pencemaran Untu1

1/41

Perencanaan pengelolaan sumber daya air dan pengendalian

pencemaran untuk

DAS Heshui River, Cina: A penuh kredibilitas-dibatasi

pendekatan pemrograman

1. Perkenalan

Isu-isu pembangunan berkelanjutan adalah kekhawatiran yang signifkandi pedesaan

daerah, terutama di bawah tekanan dari pengurangan kemiskinan,lingkungan

perlindungan dan pembangunan ekonomi (Davies dan imonovi!, "#11$

ingh, "#1%&. Pihak berwenang prihatin mendukung pertanian

produksi untuk memberi makan populasi yang tumbuh pesat danmengidentifkasi mesin ekonomi untuk merangsang pertumbuhanekonomi (ousa et al, "#1'$. aavi

et al., "#1)&. *amun, menantang untuk mempertahankan pembangunanekonomi yang pesat di bawah menghabiskan sumber daya alam dankondisi lingkungan merendahkan. +asalah polusi air, erosi tanah dan

kerusakan ekologis lebih lanjut dapat menghambat pertumbuhanekonomi. ini

sehingga diinginkan bahwa peren!anaan sumber daya yang eekti airdilakukan untuk

membantu mendukung pembangunan daerah yang berkelanjutan.

pengelolaan lingkungan telah menghadapi tantangan baru karena

meningkatkan perubahan dan ketidakpastian yang terkait yang dapatdiwakili oleh sto!hasti!, kemungkinan dan inormasi kabur (Dia et al.,

"##$ Pouget et al, "#1".$ i dan ay, "#1%$ /ern0nde-2ama!ho et al.,

"#1)&. Di antaranya, teori kemungkinan adalah mitra matematika

teori probabilitas yang berhubungan dengan ketidakpastian dengan !arakabur

set (Dubois, "##%&. 3eori kredibilitas yang maju dari teori kemungkinanakan berguna di hadapan sumber lemah lainnya

inormasi, meskipun representasi possibilisti! lebih lemah dari

probabilitas. +irip dengan kemungkinan dan keharusan, perhitungankredibilitas


2/41

lebih nyaman daripada probabilitas, terutama dalam kasus skala besar,

sebagai tidak ada istilah nonlinear kompleks perlu dimasukkan dalamperhitungan (4amison dan 5odwi!k, "##"&.

Ilmu 5ingkungan 3otal )"%-)") ("#1)& "#-"6

7 Penulis yang sesuai.

8-mail9 li.he:n!epu.edu.!n (. 5 Dia&.

http9;;d ; ? "#1) 8lsevier @.A. Bll rights reserved.

Datar isi tersedia di !ien!eDire!t

Ilmu 3otal 5ingkungan

homepage jurnal9 www.elsevier.!om;lo!ate;s!itotenv

redibilitas dibatasi pemrograman, awalnya diperkenalkan by5iu dan

Iwamura (166&, berguna di hadapan sumber lemah inormasi lain$komputasi dengan kemungkinan jauh lebih sederhana daripada dengan

probabilitas (Chang et al., "#1"&. Bnalog dengan kesempatan terkendalapemrograman dengan parameter stokastik, diasumsikan bahwa kendala

akan terus dengan setidaknya possibilityin lingkungan uy, dan

kesempatan diwakili oleh kemungkinan bahwa kendala puas. Emumnya,kredibilitas dibatasi pemrograman diusulkan

berdasarkan ukuran kredibilitas. Fang paling sering digunakan ukurankredibilitas

diusulkan by5iu dan 5iu ("##"& yang hanya dapat mensimulasikanhubungan kabur antara variabel kabur dan parameter deterministik.

Dengan demikian, metode pemrograman kredibilitas berasal dapatdikelompokkan

menjadi dua jenis, yang dapat meme!ahkan model dengan kendalakredibilitas

tujuan dan ; atau kredibilitas. Bdapun model kabur dengan kredibilitas

kendala, paling kredibilitas model pemrograman hanya dapat menanganikabur

parameter dalam satu-sisi kendala (2r G

n

jH1


3/41

e

ebuah

#

aku j


4/41

5au et al. ("#1#& mengusulkan model lokasi kabur berbasis kredibilitasuntuk

desain sistem distribusi, di mana kedua pasokan pasar dan permintaanpelanggan diperlakukan sebagai kabur variables.ong dan 5ahdelma

("##& disajikan kredibilitas kabur model untuk memo dibatasi

biaya optimasi dengan menggunakan metode ini.

+asalah utama yang dihadapi studi tersebut di atas adalah untukmengatasi

jelas parametrik-inormasi direpresentasikan sebagai uy set, terutama

bila mun!ul bersamaan di tujuan dan kiri dan

-anan-sisi kendala. arena inormasi yang tidak jelas seperti ini

terlibat dalam input, output terkait (mis optimal kebijakan manajemen& juga harus pasti. +eskipun pemrograman yang kuat bisa alat yangtersedia, gagal untuk memberikan tingkat ketidakpastian

output. pemrograman kesempatan-dibatasi berbasis kemungkinan

(P2P& telah terbukti berguna untuk mengatasi parametrik-inormasi yangtidak jelas dan menawarkan tingkat yang memuaskan dihasilkan optimal

strategi pengelolaan air (Dia et al., "##&. +eskipun demikian, 5iu

dan 5iu ("##"& menyarankan bahwa kredibilitas harus menjadi indikatoryang lebih masuk akal mengukur ketimpangan kabur (atau event kabur&dari kemungkinan dan keharusan, karena itu membuat kedua kelemahanmereka.

ayangnya, tidak ada usaha sebelumnya ditemukan menggunakankonsep

kredibilitas untuk meme!ahkan masalah pengelolaan air yang optimaldalam

ketidakjelasan parametrik kompleks.Lleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengembangkankredibilitas berbasis penuh

kesempatan-dibatasi pemrograman (/22P& model untuk mendukung

peren!anaan sumber daya air dan manajemen mutu. Dalam

+odel, tujuannya adalah untuk memaksimalkan sistem beneftsubje!ttoa

set kendala seperti ketersediaan air, keseimbangan air dan pengendalian

pen!emaran. e!ara khusus, penggunaan penghubung dari permukaandan air tanah akan diiinkan untuk di proses pengelolaan air. +odel


5/41

akan diterapkan ke DB Meshui iver, 2hina untuk membantu sektorpertanian lokal untuk men!apai pengelolaan sumber daya air yangberkelanjutan dan polusi. Pengorbanan antara kepuasan kendala

(Ditunjukkan dengan ukuran kredibilitas& dan sistem beneftwillbe

dianalisis.

". +etodologi

Bda tiga jenis tindakan untuk penanganan kabur

parametrik-inormasi9 kemungkinan, kebutuhan, dan kredibilitas.

Cadeh (16>& mengusulkan konsep ukuran kemungkinan untukmenunjukkan berapa banyak orang per!aya a!ara kabur akan terjadi.onsep ini telah banyak digunakan dalam meme!ahkan masalah uy.

ebagai bagian gandakemungkinan ukuran, konsep ukuran kebutuhan juga bisa

digunakan untuk mengatasi masalah kabur. arena kedua dari langkah-langkah yang tidak

diri ganda, 5iu dan 5iu ("##"& menyajikan konsep ukuran kredibilitasdengan menggabungkan kemungkinan dan keharusan tindakan. 3elah

terbukti menjadi indikator yang lebih masuk akal mengukur peristiwakabur

dari kemungkinan dan keharusan karena dapat membuat kerugianmereka. Lleh karena itu, kredibilitas ukuran yang dipilih dalam ormulasimodel ini bukan kemungkinan dan keharusan. Lleh karena itu, /22P

masalah diormulasikan untuk berurusan dengan orang-koefsien danparameter

direpresentasikan sebagai uy set. +elalui konsep kredibilitas, yang

kesempatan a!ara uy yang akan terjadi dapat diukur (Chao dan

5iu, "##)&. +asalahnya ditampilkan sebagai berikut9+a<


6/41

N1aO

s9 t9 2r


7/41

<

je

dua

& Marus lebih besar dari atau

sama dengan levelJi.2onsidertwouyvariables (aand

e

b& un!tionR withmembership. redibilitas a!ara kabur, ditandai byea

e

b, !anbedefned sebagai berikut9

!r eae

b

noH

1ia'b1

a'-"a"S"b"-b1

"a

'-'

a"Sb

"-"

b1

TT 4ika a"b"

$ a'*b1

b'-a1

"b

'-'

b"Sa

"-"

a1

TT 4ika a"*b"

$ a1bb'

#ia1b'


8/41

U

Q

U

9

9 N"O

Bra. 1shows empat situasi kredibilitas untuk dua uy set. redibilitasukuran dapat menyajikan tingkat kepuasan kredibilitas dari suatuperistiwa

ketika inormasi masukan disajikan sebagai uy set. +isalnya, jika

3ingkat timbulan sampah adalah )#, =#, dan >) t ; hari dan jika waktunormal

emampuan mengumpulkan sampah adalah =", =, dan " t ; hari, makakredibilitas

Kelar a!ara dimana semua sampah dikumpulkan pada hari yang sama

(2r ()#,=#,>)& 2r (=",=,"&& akan menjadi #.=61. Dengan demikiantingkat kredibilitas a!ara pelengkap (tidak semua sampah dikumpulkanpada

hari yang sama& akan 1-,=61 V #,'#6. Dalam pengelolaan sumber dayaair, jika permintaan air adalah '##, '=#, dan %"# m'

; Mari dan tersedia

air adalah '%#, %1#, dan %=) m

'

; Mari, maka tingkat kredibilitas

a!ara dimana sumber daya air dapat memenuhi kebutuhan akan #.>1>.

Lleh karena itu, tingkat kredibilitas a!ara pelengkap (kekurangan air

terjadi& akan #,"'. euntungan dari ukuran kredibilitas lebihkemungkinan dan kebutuhan orang-orang adalah bahwa ketika kredibilitasa!ara kabur

men!apai 1, a!ara kabur ini pasti akan terjadi dan ketika kredibilitas

men!apai #, a!ara tentu tidak akan terjadi (Muang, "##=&. ebagaidiperkenalkan inChang ("#11&, model kredibilitas penuh (Persamaan (1a&-. (1!&

dapat diubah dengan pemrograman linear sebagai berikut9


9/41

+in

&. istilah linguistik yang dihadapidalam proses praktis akuisisi data sejak manusia

penilaian subjekti yang terlibat. Lleh karena itu, pembuat keputusandapat

memilih tingkat kredibilitas yang lebih disukai untuk kendala berdasarkan

skala jangka linguistik maju by4imene et al. ("##>& (J V 19 benar


10/41

puas kendala (2&, J V #,69 praktis 2, J V #,9 almost2, J V

#,>9 sangat 2, J V #,=9 !ukup 2, J V #,)9 tidak 2 atau tidak puas

paksaan&. e!ara umum, proses solusi dari model /22P dapat

diringkas sebagai berikut9

5angkah 1. +erumuskan +odel /22P (Persamaan (1a& -. (1!&.

5angkah ". 3ransorm parameterse!j uy dalam ungsi tujuan ke

nilai yang diharapkan mereka (Persamaan. ('a&&.

5angkah '. +engkonversi kendala kredibilitas (Persamaan. (1b&&toits!rispeWuivalent

(Persamaan. ('b&&.

5angkah %. +endapatkan solusi dioptimalkan (


11/41

1%.)" km

"

, Dan sayur ; buah pertanian kebun adalah 1',1> km

"

(Muang

et al., "##=&. topograf sebagian besar terdiri dari tanah berbukit danpegunungan, dengan tanah tertinggi di utara dan selatan, miring ke

daerah pusat (Kambar. "&. Diperkirakan penyimpanan air permukaantahunan

1>=####### m

'. Bir tanah dari dua akuier (alluvial dan karst

akuier& dapat digunakan untuk irigasi. Diperkirakan jumlahnya terbarukan

sumber air tanah di daerah penelitian adalah "= juta m

'

; 3ahun (Muang

et al., "##=&.

2ua!a dalam DB dapat diklasifkasikan ke tiga musim9

basah, normal dan kering. +usim hujan dimulai pada bulan Bpril danberakhir pada bulan 4uli.

4umlah meningkat !urah hujan dari bulan 4uni dan men!apai pun!ak pada

4uli. Dari akhir 4uli, suhu meningkat pesat sementara jumlah

!urah hujan surut. !urah hujan pada prinsipnya dibawa melalui

monsun dari tenggara. +usim yang normal meliputi Bgustus

*ovember, sedangkan musim kemarau men!akup Desember sampai+aret. 2atat itu

musim kemarau tidak termasuk dalam peren!anaan ini karena sangatsedikit pertanian

kegiatan yang terlibat di daerah.

+ayoritas penduduk di jurusan daerah penelitian di bidang pertanian,

meskipun produktivitasnya relati rendah. egiatan pertanian termasuk

pertanian tradisional padi, pertanian lahan kering, dan buah ; sayuran


12/41

produksi (+an!e, "##>&. pasial, daerah penelitian distri!ted menjadi '

subareas sesuai dengan kondisi lingkungan dan administrasi mereka. 3emporal, musim hujan dan normal dianggap dalam peren!anaan

kegiatan pertanian. elain itu, kegiatan pertanian menghasilkan

jumlah yang signifkan dari polusi sumber non-point. *itrogen, osor dansedimen di limpasan dari kegiatan pertanian menurunkan

kualitas air, dan hasilnya erosi tanah dan lingkungan

kerusakan (+an!e, "##>&. Lleh karena itu, yang diinginkan olehkeputusan

pembuat polusi sumber *onpoint dari berbagai kegiatan pertaniandikontrol untuk se!ara berkelanjutan mengembangkan ekonomi lokal.

'.". pengembangan model

'.".1. 3ujuan

3ujuannya adalah untuk memaksimalkan total keuntungan melaluiperen!anaan berbagai kegiatan pertanian dalam pertimbangan timbalbalik antara beberapa

kriteria lingkungan dan ekonomi. 3ujuannya adalah sama dengan total

pendapatan dikurangi total biaya. 3otal pendapatan berasal dari

pendapatanpadi, kering dan sayur ; buah peternakan. Entuk DB yang terletak di

2hina selatan-tengah, biaya termasuk biaya untuk permukaan dan airtanah persediaan (misalnya, pompa, alokasi, dan transportasi& dan orang-orang

b b b a a a

b

<

ebuah

<

1

<

ab

a a a

b


13/41

<

ebuah

<

<

abab

b b b

1

a a a

b

<

ebuah

<

<

abab

b b b

1

a a a

b

<

ebuah

<

<

ab

b b b

1

Bra. 1.elative posisi dua uy set berdasarkan langkah-langkahkredibilitas.

"" F.+. Chang et al. ; Ilmu 5ingkungan 3otal )"%-)") ("#1)& "#-"6

untuk mengendalikan sumber *onpoint kerugian polutan (misalnya,mitigasi polutan, pengolahan air, dan debit&.


14/41

@iaya ini total untuk pengendalian pen!emaran dibagi menjadi tigabagian9 kontrol kehilangan tanah, pengelolaan solid-state * dan P, danpengendalian * terlarut dan P. Dalam model ini, manajemen solid-state *dan P adalah

tambahan yang dibutuhkan oleh pemerintah daerah. Ini bertujuan untukmen!egah

mereka memasuki lingkungan air di sekitarnya melalui teknis

meningkatkan * dan P efsiensi pemanaatan dan memotong hubunganantara * dan sumber P dan potensi jalur migrasi mereka.

e!ara khusus, total pendapatan dari tiga kegiatan pertanian dapat

dinyatakan sebagai9

YIiH1

Y

kH1

@aikT 3aik

N%aO

where@Bik adalah pendapatan dari a!tivityiin pertanian sub-areak (+@

Z ; km

"

&$ 3aik adalah variabel keputusan lahan untuk kegiatan pertanian

i di sub-wilayah k (km

"

&$ I adalah jumlah kegiatan pertanian (i V 1

padi pertanian, i V " untuk pertanian kering, i V ' buah ; pertaniansayuran&$ dan

kis jumlah sub-bidang wilayah studi, k V 1,",'.3he!ostsrelated untukkegiatan pertanian termasuk untuk penyediaan air dan pengendalianpolusi. 3otal biaya untuk pasokan air permukaan dapat disajikan

oleh9

Y

kH1

YI


15/41

iH1

Y5

lH1

2XT

1

8/il

T e

ilT 3Bik-

YP

pH1

3Kpl

[

N%bO

whereldenotes musim (l V 1orwetseason, l V " untuk normal season&$

pdenotes jenis tanah (p V 1 untuk akuier alluvial andp V "or

karst akuier&$ 2XI biaya pasokan air permukaan (+@ Z ; m

'

&$ 8/il adalah

8fsiensi irigasi seasonl !ropiin$

e

il permintaan air dari aktivitas

i di musim l (m

'

; km

"

&$ and3Kplare variabel keputusan yang mewakili

penarikan tanah dari aWuierpin musim l (m

'

&. 4umlah seluruhnya

biaya pasokan air tanah dapat disajikan oleh9


16/41

YP

pH1

Y5

lH1

2KPT 3Kpl

N%!O

where2Kpis biaya pasokan air tanah (+@ Z ; m

'

&. @iaya untuk

kehilangan tanah mengendalikan diperkirakan oleh9

YI

iH1

Y

kH1

Y5

lH1

2iT 3aikT 5

il

N%dO

where2i adalah biaya untuk mengendalikan erosi dari a!tivityi pertanian

(+@ Z ; kg&$ 5il adalah jumlah kerugian tanah dari a!tivityi (ton ; km

"

&di

seasonl. @iaya untuk pengelolaan kehilangan nitrogen solid-sate bisa

disajikan oleh9

YI

iH1

Y

kH1

Y5


17/41

lH1

2*IT 3aikT *2T 5

il

D3M N%eO

where2*iis biaya untuk mengelola kerugian nitrogen solid-state daria!tivityi pertanian (+@ Z ; kg&$ *2I kandungan nitrogen dari tanah (\&.Itu

@iaya untuk mengendalikan kerugian nitrogen terlarut diperkirakan oleh9

YI

iH1

Y kH1

Y5

lH1

2D*iT 3aikT *e ail

TT N%O

Bra. ".+ap dari daerah studi (Muang, "##=&.

"' F.+. Chang et al. ; Ilmu 5ingkungan 3otal )"%-)") ("#1)& "#-"6

where2D*i adalah biaya untuk mengendalikan kerugian nitrogen terlarutdari a!tivityi pertanian (+@ Z ; kg&$ *e rel adalah jumlah nitrogen terlarut

kerugian dari a!tivityiin pertanian seasonl (kg ; km

"

&. @iaya untuk pengelolaan kehilangan osor solid-sate diperkirakan oleh9

YI

iH1

Y

kH1

Y5

lH1

2PIT 3aikT P2T 5

il


18/41

D3M N%gO

where2Piis biaya untuk mengelola solid-state kerugian osor dari a!tivityipertanian (+@ Z ; kg&$ andP2is isi osor dari

tanah (\&. @iaya untuk mengendalikan kerugian osor terlarutdiperkirakan

oleh9

YI

iH1

Y

kH1

Y5lH1

2DPIT 3aikT P

e ail

TT N%hO

where2DPi adalah biaya untuk mengendalikan kerugian osor terlarut dari

a!tivityi (+@ Z ; kg&$ andP

e ail

adalah jumlah osor 3erlarut

kerugian dari a!tivityiin pertanian seasonl (kg ; km

"

&. ingkatnya, sistem

3ujuan dapat diringkas sebagai berikut9

+a< H

YI

iH1

Y

kH1

@aikT 3aik

]]]]]]]]]]]]]]]^ _ ]]]]]]]]]]]]]]] `

Pendapatan dari sektor pertanian


19/41

-

Y

kH1

YI

iH1

Y5

lH1

2XT

1

8/il

T e

ilT 3Bik-

YP

pH1

3Kpl

[

]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]^_]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]`

@iaya pasokan air permukaan

-

YP

pH1

Y5

lH1

2KPT 3Kpl

]]]]]]]]]]]]]]]^ _ ]]]]]]]]]]]]]]] `

@iaya pasokan air tanah

-

YI


20/41

iH1

Y

kH1

Y5

lH1

2iT 3aikT 5

il

]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]^_]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]`

@iaya atau mengendalikan erosi

-

YI

iH1

Y

kH1

Y5

lH12*IT 3aikT *2T 5

il

D3M

]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]^_]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]`

@iaya atau mengelola solid-state hilangnya nitrogen

-

YI

iH1

Y

kH1

Y5

lH1

2D*iT 3aikT *e ail


21/41

TT ]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]^_]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]`

@iaya atau mengendalikan kehilangan nitrogen terlarut

-

YI

iH1

Y

kH1

Y5

lH1

2PIT 3aikT P2T 5

il

D3M

]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]^_]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]`

@iaya atau mengelola solid-state osor loss

-

YI

iH1

Y

kH1

Y5

lH1

2DPIT 3aikT P

e ail

TT ]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]^_]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]`

@iaya atau pengontrolan terlarut kehilangan osor

9

N)aO

'.".". kendala


22/41

+engingat efsiensi irigasi, kebutuhan air 3otal

dikurangi total pasokan air tanah harus kurang dari tersedia

air permukaan di musim yang normal atau basah. 8fsiensi irigasi tanaman

adalah rasio air benar-benar dikonsumsi pada suatu daerah irigasi untuk

air diterapkan pada daerah yang sama. Ini bervariasi antara pertanianyang berbeda

jenis dan musim. 2ua!a variasi a!ak dapat menyebabkan isi tanah airkelembaban pasti. elain itu, jenis tanaman yang berbeda

akan menyebabkan kebutuhan air bervariasi. ketidakpastian ini harus

dipertimbangkan dalam mengelola alokasi sumber daya air. pendahuluan

dari koefsien kebutuhan air kabur akan membantu men!erminkanketidakpastian tersebut. elain itu, air permukaan yang tersedia dapatdisajikan sebagai

himpunan uy untuk men!erminkan ketidakpastian terkait. arenakedua belah pihak

dari kendala disajikan sebagai uy set, kredibilitas yang dihasilkan haruslebih besar dari atau sama dengan kriteria tertentu (J&, yang diwakilidalam persamaan berikut9

!rYI

iH1

Y

kH1

1

8/il

T e

ilT 3Bik-

YP

pH1

3Kple

(& J$ l ð)bÞ

whereJis tingkat kredibilitas minimum kendala$ dane


23/41

aku s

air permukaan yang tersedia di seasonl (m

'

&. Dalam setiap musim, total

dipompa air tanah dari akuier aluvial dan karst dibatasi

oleh9

3Kpl+2Kp

$ p$ l ð)!Þ

where+2Kpis penggunaan air tanah maksimum di aWuierp

(m

'

&. Entuk men!egah model dari melelahkan aluvial persediaan akuier

sebelum memompa dari akuier lebih dalam karst, diasumsikan bahwa

rasio penarikan air tanah dari akuier aluvial dengan yang dari

karst akuier tidak melebihi rasio dasar9

Y5

lH1

3K1$ l-@T

Y5

lH1

3K"$ l# N)dO

where@is rasio dasar penarikan air tanah dari akuier aluvial dengan yangdari akuier karst. Permukaan limpasan dapat membawa partikel tanah

dari tanah diolah menjadi menerima perairan. Lleh karena itu, kerugiantanah

dari kegiatan pertanian di setiap subarea harus dibatasi oleh9

YI

iH1

Y5

lH1

Y


24/41

kH1

3aikT 5

il+5 N)eO

where+5is hilangnya tanah maksimum untuk kegiatan pertanian (ton&. 3anah nitrogen dan osor terutama ada di organik

bentuk. +ereka terikat dengan partikel tanah atau berhubungan denganvegetasi kanopi. +ereka akan mengangkut tanah terkikis menjadimenerima perairan. Lleh karena itu, kerugian dari kedua tanah dan nutrisiharus

dipertimbangkan ketika meren!anakan sistem pertanian. 3otal solid-state

kerugian nitrogen dapat dibatasi oleh9

YI

iH1

Y

kH1

Y5

lH1

3aikT *2T 5il

NO+*5 N)O

where+*5is hilangnya nitrogen maksimum yang diperbolehkan solid-statedari

kegiatan pertanian (kg&. kerugian osor 3otalsolid-negara dapat

diwakili oleh9

YI

iH1

Y

kH1

Y5

lH1

3aikT P2T 5

il


25/41

NO+P5 N)gO

where+P5is maksimum yang diijinkan solid-state osor loss

(g&. 5impasan dari lahan pertanian memainkan peran besar dalammeningkatkan

sampah organik yang ditemukan dalam air permukaan. pupuk bilaberlebihan

diterapkan untuk lahan pertanian, nutrisi berlebihan bergabung dengan

limpasan dari thefelds. 3anah dan nutrisi dari thefelds juga dapat

hilang karena hujan jatuh berat dan badai hujan. Entuk setiap subarea, 3otal

kerugian nitrogen terlarut dari musim yang normal dan basah tidak boleh

melebihi maksimum terlarut hilangnya nitrogen. Demikian pula, hilangnyaosor terlarut dalam limpasan adalah bagian utama dari osor

kerugian. arena maksimum terlarut nitrogen dan osor dapat

tidak disajikan oleh nilai deterministik, mereka dihargai oleh

uy set. ebuah survei kuesioner dan pengamatan eksperimental

dilakukan untuk mendapatkan data terlarut nitrogen dan osor kerugian,yang juga diwakili oleh uy set. sangat rin!i

inormasi mengenai pengumpulan dan pengolahan data dapat dilihat

dari laporan yang disampaikan kepada E*DP (Muang et al., "##=&. Dengandiberikan

ambang batas kredibilitas, kerugian nitrogen terlarut tahunan bisa

dibatasi oleh9

!r

YI

iH1

Y5

lH1

*e ailT 3Bik+e

D*5k

(& J$ k ð)hÞ

where+eD*5kis maksimum yang diijinkan hilangnya nitrogen terlarut oleh


26/41

limpasan di sub-areak (kg&. 3ahunan kerugian osor terlarut

dapat dibatasi oleh9

!r

YI

iH1

Y5

lH1

P

e ailT taik

O+e

DP5

(& J$ k ð)iÞ

"% F.+. Chang et al. ; Ilmu 5ingkungan 3otal )"%-)") ("#1)& "#-"6

where+e

DP5

adalah maksimum yang diijinkan terlarut hilangnya osor

oleh limpasan di sub-areak (kg&. 3otal luas sawah dan lahan keringpertanian

harus memenuhi kebutuhan produksi minimum.

Y

kH1

/

e

PikT 3Bik+e

3PI

$ iH1$ " N)jO

where/Pikis hasil produksi tanaman (ton ; km

"

& Bnd+3Piis persyaratan produksi !ropi (ton&. eperti ditunjukkan dalammodel yang diwakili oleh rumus (%a& - (%h& dan ()a& - ()j&, variabelkeputusan


27/41

perhatian utama adalah lahan untuk kegiatan pertanian di sub-wilayah(taik&

dan penarikan air tanah dari akuier (3Kpl&. variabel lain seperti

sebagai ekstraksi air permukaan dan biaya terkait dapat dihitung dalamhal

variabel keputusan. +ereka dipilih untuk menyarankan kebijakandioptimalkan mengenai pengelolaan sumber daya air dan pengendalianpen!emaran di

pembangunan pertanian.

Dalam penelitian ini, semua data yang terutama ditentukan melaluiberbagai

berarti pengamatan eksperimental, pendapat ahli dan kajian literatur.Dalam kegiatan pertanian, sumberdaya air yang tersedia adalahpermukaan dan air tanah. Pendapatan dari kegiatan pertanian yang

terdatar pada 3abel 1. oefsien Input kerugian polutan ; tanah, efsiensiirigasi dan kebutuhan air sesuai dengan kegiatan pertanian yang berbeda

juga ter!antum pada 3abel 1. oefsien terkait lainnya masukan untukmodel

disajikan in3ables " dan ' (Muang et al, "##=$. +an!e, "##>$

Chang, "#11&. Bdapun pasokan air, tersedia permukaan air di

musim hujan dan normal >.>%, .=#, 6.== c 1#

dan ).%#, =.##,

=." c 1#

m'

, +asing-masing$ tiga angka dalam kurung tersebut merupakan nilaiterendah, yang paling mungkin dan tertinggi dari permukaan yangtersedia

air, masing-masing. Entuk men!egah air tanah dari yang habis,

maksimum yang diijinkan tanah pumpage dari alluvial dan

karst akuier bertekad untuk menjadi %,## c 1#

>

dan =,)# c 1#


28/41

>

m'

.

masing-masing.

Perhatikan bahwa semua parameter masukan dibagi menjadi " kelas,deterministik dan non-deterministik. Fang mantan diidentifkasi dengan

nilai rata-rata mereka dan yang terakhir diwakili sebagai kabur

set. 3idak semua parameter yang direpresentasikan sebagai non-deterministik

bentuk karena satu atau beberapa alasan berikut9 1& mereka memiliki

ditemukan tidak !ukup sensiti untuk sangat mempengaruhi solusi +odel$"& rentang variasi mereka agak ke!il, berpotensi menyarankan

ketidakpastian rendah$ dan '& peningkatan jumlah parameternondeterministi! akan menyebabkan peningkatan dalam komputasi

biaya.

'.'. hasil dan Diskusi

3abel %presents solusi yang diperoleh dari model /22P bawah

tingkat yang berbeda kredibilitas (J&, menunjukkan aktivitas pertanianyang optimal dalam subareas yang berbeda di bawah tingkat risiko yangberbeda dari pelanggaran kendala. etika kendala harus benar-benarpuas (J V 1&,

tingkat kredibilitas kendala ()b&, () h&, dan ()i& lebih besar

dari atau sama dengan 1 (tingkat risiko yaitu #&. Pada situasi ini, solusikabur total manaat sistem bersih akan +@ Z (1#",', 1#,=,

11%,6& c 1#

=

. daerah yang diren!anakan dari pertanian padi, pertanian kering, danpertanian buah ; sayuran akan masing-masing menjadi >%,, %,6 dan # km

"

di subarea 1, 6=,,

).#and#km

"

di subarea " dan '6,1, 1,> dan )6," km


29/41

"

di subarea '.

Masil ini menunjukkan bahwa, dalam tiga subareas, pertanian padi akan

daerah penanaman tertinggi sejak kebutuhan tanaman produksi minimumharus dipenuhi. emudian daerah tanam kedua tertinggi akan

bagi pertanian buah ; sayuran karena pendapatan yang tinggi.

etika kendala harus sangat puas sebagai sebagian besar disukai oleh

pembuat keputusan (J V #,6&, solusi kabur dari nilai ungsi tujuan akan+@ Z (11=.6, 1"'.), 1'#.1& c 1#

=

. Dalam subarea 1,padi pertanian akan ditanam oleh 6",' km

"

, Dan tidak ada pertanian kering dan buah ; sayuran akan dibudidayakan.Dibandingkan dengan hasil di bawah

3abel 1

oefsien input untuk model /22P.

Pendapatan dari kegiatan pertanian (+@ Z 1#

'

; km

"

&

kegiatan pertanian ubarea 1 ubarea " ubarea '

Paddy pertanian 1=)# 1))# 1%##

pertanian kering 6'# ># >##

@uah ; sayuran pertanian "### 1## "%##

emisi Enit dari kegiatan pertanian

kegiatan pertanian terlarut nitrogen (kg ; km

"

& 3erlarut osor (kg ; km

"


30/41

& ehilangan tanah (ton ; km

"

&

musim hujan musim normal musim hujan musim normal musim hujanmusim normal

Paddy pertanian '"# "'# "6 "1 ))# ')#

pertanian kering %6# '1# >) )) %># "##

@uah ; sayur "%# 1=# '% "= "## 1)#

koefsien lainnya

8fsiensi Irigasi (\& ebutuhan air (1#

'

m'

; km

"

&

musim hujan musim normal musim hujan musim normal

Paddy pertanian =# %# ()'#, =##, ==#& (1#, 6##, 66#&pertanian kering )) '# (">#, '##, ''#& (%)#, )##, ))#&

@uah ; sayur # =# ("#, 6##, 66#& (1"=#, 1%##, 1)%#&

2atatan9 3iga angka dalam kurung tersebut merupakan nilai terendah,kemungkinan besar dan tertinggi, masing-masing.

tabel "

input koefsien lain untuk model.

satuan biaya untuk pengendalian pen!emaran (+@ Z ; kg&

ontrol kehilangan tanah 1)#

+anajemen solid-state hilangnya nitrogen "##

+anajemen solid-state osor loss >##

ontrol kehilangan nitrogen terlarut )#

Pengendalian terlarut kehilangan osor %)#

unit biaya untuk penyediaan air (+@ Z ; 1#

'


31/41

m'

&

pasokan air permukaan '##

pasokan air tanah dari alluvial akuier %##

pasokan air tanah dari karst akuier =##

*itrogen dan osor isi tanah (\&

nitrogen #,")

osor #,1

") F.+. Chang et al. ; Ilmu 5ingkungan 3otal )"%-)") ("#1)& "#-"6

tingkat kredibilitas 1, area tanam keseluruhan (6",' km

"

& Dari tiga subareas

lebih besar dari yang underJ V 1 (>6,> km"

&. Dalam subarea ", hanya pertanian padi

akan dibudidayakan (6." km

"

&. Dalam subarea ', daerah diren!anakan padi, kering,

dan peternakan buah ; sayuran akan "#,1, 11,= dan =",1 km

"

, +asing-masing. Pada musim hujan, sumber daya air permukaan yangtersedia melimpah dan

tidak ada air tanah perlu dipompa. Pada musim yang normal, pumpages

air tanah dari akuier aluvial dan karst akan menjadi ",)" c 1#

>

dan

%."# c 1#

>

m'

, +asing-masing.

3abel %also menunjukkan hilangnya nutrisi yang optimal di bawahperubahan


32/41

maksimum kredibilitas yang diijinkan (J&. eperti ditunjukkan dalam tabel,peningkatan

tingkat kredibilitas (J& juga akan sesuai dengan penurunan kehilanganunsur hara

(*itrogen dan osor&. Mal ini karena, di terlarut nutrisi-loss

kendala (Pers. ()h& dan ()i&&, tingkat kredibilitas meningkat akan sesuaidengan peningkatan nitrogen dan osor kerugian terlarut juga

sebagai penurunan tunjangan pemakaian yang relevan (yaitudiperbolehkan

polutan-loading jumlah&. Ini akan lebih mengubah sistem ke dalamkegiatan pertanian dengan kerugian gii yang lebih rendah danpendapatan sistem sehingga lebih rendah.

Bra. 'presents dioptimalkan persediaan air tanah di bawah kredibilitas

tingkat dari #,= ke 1. persediaan air tanah yang berbeda di basah dan

musim normal. Persediaan diklasifkasikan menjadi dua tingkat9 (. Muanget al, "##=& basah dan normal sejak laporan pemantauan yang adaterungkap

bahwa air tanah di DB sungai setempat bervariasi agak sedikit

dengan musim. Pada musim hujan, sumber permukaan yang tersedia air

berlimpah$ dengan demikian tidak ada air tanah perlu ditarik. ketika yangnormal

musim datang, air permukaan yang tersedia akan berkurang. Bir tanahakan menebus kekurangan air dalam hal air permukaan menyusut danmeningkatnya kebutuhan air, khususnya di bawah maksimum tinggi

tingkat kredibilitas yang diijinkan. +isalnya, dioptimalkan 3otal pumpagedari

air tanah dari kedua aluvial dan akuier karst akan melebihi 6#\ dari

tingkat maksimum yang whenJis lebih tinggi dari atau sama dengan #,6.kegiatan pertanian bertanggung jawab untuk produksi kerugian tanah danunsur hara. 3otal terlarut kerugian nitrogen di subarea 1 men!apai nya

tunjangan maksimal. 3otal terlarut kerugian osor di subarea

1 men!apai tunjangan maksimal juga.

@erkenaan dengan penggunaan air bawah tingkat kredibilitas yangberbeda,

groundwaterwithdrawalrombothalluvialandkarstaWuierswouldenhan!e


33/41

ketika tingkat kredibilitas meningkat (Kambar. '&. Mal ini terutamaditentukan oleh kendala ()b&, dimana koefsien kiri-sisi (

e

il

, waterdemando

a!tivityi di musim l& dan tangan-kanan yang (

e , permukaan yang tersedia

air di seasonl& bervariasi dengan tingkat kredibilitas (J&. Di tertentu, jika

e

il dan

e

direpresentasikan sebagai (il1, il", il'& dan (l1, l", l'&, masing-masing, maka

ketidaksetaraan kabur (Persamaan. ()b&& dapat dikonversi ke satuekuivalen dalam

hal 8W. ('b&, yaitu, G

saya

iH1

G

kH1

"-"J NOil"S"J-1 NOil'

T V 8/ilT 3Bik-

G

P

pH1

3Kpl"-"J NOl"S"J-1 NOl1, yang dapat ditulis kembali sebagai9

YI

iH1

Y

kH1


34/41


35/41

m'

+2K" maksimum penggunaan tersedia air tanah di karst akuier =,) c1#%

m'

+5 maksimum tanah yang diijinkan loss 1,% c 1#=

ton

+*5 maksimum yang diijinkan solid-state hilangnya nitrogen 1,) c 1#)

kg

+P5 maksimum yang diijinkan solid-state osor kehilangan #,%) c 1#)

kg

aya

D*5k

diijinkan terlarut kerugian maksimum nitrogen oleh limpasan di sub-areak(%.6), ).)#, =.#)& c 1#

%

ork V 1

(=.'#, >.##, >.>#& c 1#

%

ork V ",'

kg

aya

DP5

maksimum dibubarkan hilangnya osor oleh limpasan di sub-areak (#.=',#.>#, #.>>& c 1#

%

garpu V 1,",' kg


tabel %

solusi optimal dalam tingkat kredibilitas yang berbeda.

tingkat kredibilitas 1 #,6 #, #,> #,=


36/41

ubarea (kg ; km

"

& 1"'1" '1" '1"'1"'

Paddy pertanian (kg ; km

"

& >%, 6=, '6,1 #,1 1#=,6 "',= ,1 1#",# "#,) 6",' 6," "#,1 >,% 6>,1"=,1

pertanian kering (kg ; km

"

& %.6 ).# 1.> '.) #.# .1 #.% #.# 11." #.# #.# 11.= ).6 #.# ).>

@uah ; sayuran (kg ; km

"

& # # )6," #,# #,# =",1 #,# #,# =",1 #,# #,# =",1 #,# #,# =",1

Bkuier (1#

=

m'

& Blluvial arst Blluvial arst Blluvial arst Blluvial arst Blluvial arst+usim hujan # # # # # # # # # #

normal season '6,## =),## '=,1' =#,"1 '#,=> )1,1> "),"1 %",#" 16,>)='",6'

3otal pendapatan (+@ Z 1#

=

& %>6, %,6 %6,% %6,6 %6,

@iaya air tanah (+@ Z 1#

=

& )%,=# )#,) %",6% '),'# ">,==

@iaya pengendalian pen!emaran (+@ Z 1#

=

& (>1,, >','', >%,>& (>",", >',>%, >),"#& (>",", >',>%, >),"#& (>",",>',>%, >),"#& (>",", >',>%, >),"#&

@iaya air permukaan (+@ Z 1#


37/41

=

& ("%>,6, ")",6, "),#& ("',%, "%',', "%,1& ("%>,6, ")",6, "),#& (")",",")>,', "=",)& (")=,%, "=1,>, "==,6&

3otal biaya (+@ Z 1#

=

& ('=%,6, '>1,", '>>,)& ('==,), '>",6, '>6,'& ('=',1, '=6,=, '>=,1& (')6,>,'==,', '>',#& (')=,%, '=',1, '=6,&

3otal keuntungan (+@ Z 1#

=

& (1#",', 1#,=, 11%,6& (1#6,=, 11=,#, 1"",%& (11',', 116,, 1"=,'& (11=,6,1"',), 1'#,1& (1"#,1, 1"=,, 1'',%&


"= F.+. Chang et al. ; Ilmu 5ingkungan 3otal )"%-)") ("#1)& "#-"6

ditingkatkan dengan ","%\ dari +@ Z '=',1 c 1#

=

ketika tingkat kredibilitas

membuat perubahan yang sama. e!ara umum, manaat sistemdioptimalkan

akan dikurangi dengan 1%,'"\ dari +@ Z 1"=, c 1#

=

di bawah perubahan ini.

Masil ini juga menunjukkan bahwa tingkat kredibilitas akan memilikidampak yang jelas tentang manaat sistem dioptimalkan, meskipundampak pada pendapatan sistem optimal dan total biaya tidak signifkan.

Bra. )gives biaya dioptimalkan untuk penggunaan air dan pengendalianpen!emaran

di bawah tingkat kredibilitas yang berbeda. Emumnya, di bawahkredibilitas yang berbeda

tingkat, terdapat tradeo antara manaat sistem dan kredibilitas

(Dalam hal tingkat untuk pasokan air yang tersedia untuk memenuhiberbagai

tuntutan dan untuk nitrogen terlarut ; kerugian osor harus dikendalikandi bawah kriteria yang diijinkan&. Dengan tingkat kredibilitas meningkat,


38/41

air permukaan yang tersedia akan berkurang dan dengan demikianmerangsang peningkatan

onsumsi air tanah. Lleh karena itu, biaya yang terkait denganpermukaan

pasokan air akan menurun sedangkan dengan air tanah akan meningkatbila tingkat kredibilitas dinaikkan. *amun, dioptimalkan

biaya untuk pengendalian pen!emaran kerugian tanah, nitrogen danosor

akan hampir tidak berubah bersama dengan tingkat kredibilitasmeningkat.

Dengan demikian, peningkatan tingkat kredibilitas akan mendorongpenurunan biaya

untuk permukaan akuisisi air, kenaikan biaya dari penarikan air tanah, danvariasi diabaikan biaya untuk pengendalian pen!emaran.

e!ara umum, semakin tinggi tingkat kredibilitas, lebih baik kendala

puas dan lebih tinggi keper!ayaan yang kita miliki untuk hasil optimasi.e!ara teoritis, tingkat kredibilitas yang lebih tinggi sesuai dengan risikoyang lebih rendah

pasokan air tidak men!ukupi dan tanah kelebihan beban dan kerugiangii.

redibilitas dengan demikian dapat digunakan sebagai indikator bukannyarisiko menunjukkan

berapa banyak orang per!aya hasil optimasi. Dalam dunia nyata

pengambilan keputusan, tingkat kredibilitas perlu pra-ditentukan, dan

model /22P diselesaikan untuk output kebijakan yang optimal untukterintegrasi

pengelolaan sumber daya air dan pengendalian pen!emaran bawah

diberikan

tingkat kredibilitas. Dengan mengubah tingkat kredibilitas, berbagaikebijakan dapat

diperoleh dan pengorbanan antara tingkat kredibilitas yang telahditentukan

dan sistem dimaksimalkan beneft!anbeanalyed.

Dalam dunia nyata pengambilan keputusan, tingkat kredibilitas

seharusnya tidak terlalu


39/41

rendah untuk memastikan bahwa kendala dapat puas untuk tingkat tinggi,dan

ementara itu tidak terlalu tinggi sehingga tidak ada solusi yang optimaldapat ditemukan.

+isalnya, seorang pembuat keputusan akan memilih kredibilitasdikompromikan

tingkat bervariasi #,6-#,66, dengan pertimbangan berbagai persyaratan.

@erdasarkan analisis tradeo, pembuat keputusan dapat memilihkebijakan yang tepat oleh komprehensi mempertimbangkan manaatsistem dan tingkat kredibilitas diterima. Ini nilai tambah yang tidakeksibel pengambilan keputusan

bisa disukai oleh orang-orang pengambil keputusan menghadapi

parametrik kompleks

ketidakjelasan

kesimpulan

ebuah kesempatan yang terbatas pemrograman berbasis kredibilitaspenuh (/22P&

+etode ini dikembangkan untuk mendukung peren!anaan sumber dayaair

manajemen dan pengendalian polusi di bawah ketidakjelasan parametrikkompleks. +etode ini dapat menangani parameter kabur mun!ulbersamaan dalam tujuan dan kiri dan kanan-sisi

kendala dari model. Mal ini juga dapat memberikan tingkat kredibilitasyang menunjukkan

seberapa besar keper!ayaan seseorang dapat per!aya solusi optimal.

pengorbanan

antara tingkat kredibilitas solusi dan manaat maksimal dapat dianalisis.+etode ini diterapkan untuk DB Meshui iver di south!entral 2ina untukmenunjukkan kinerja /22P.

Masil dari studi kasus yang disediakan se!ara pengambilan keputusanuntuk

perumusan kebijakan. Masil penelitian menunjukkan bahwa9 1& air tanahakan

menebus kekurangan air dalam hal permukaan air menyusut


40/41

dan meningkatnya permintaan air$ "& total pumpage dioptimalkan dari airtanah dari kedua aluvial dan akuier karst akan melebihi 6#\ dari yang

tingkat maksimum ketika tingkat kredibilitas lebih tinggi dari atau

sama dengan #,6$ '& tingkat kredibilitas akan memiliki dampak yang jelaspada

dioptimalkan manaat sistem, meskipun dampak pada pendapatan sistemoptimal dan total biaya tidak signifkan$ dan %& peningkatan kredibilitas

3ingkat akan mendorong penurunan biaya untuk akuisisi air permukaan,sebuah

kenaikan biaya dari penarikan air tanah, dan variasi diabaikan

biaya untuk pengendalian pen!emaran.

e!ara umum, ada dua aspek utama untuk menilai kinerja model9kekokohan model dan optimalitas dari solusi model yang.

Entuk menyelidiki ketahanan model, kami memperkenalkanketidakpastian

analisis menjadi model optimasi, dimana bagian dari parameter yangtidak pasti yang direpresentasikan sebagai uy set yang terdiri dariterendah, mostlikely dan nilai-nilai tertinggi. elain itu, analisis sensitivitasdilakukan untuk menguji dampak dari aktor signifkan seperti tingkatkredibilitas

hasil optimasi. +engenai optimalitas, metode /22P yang diusulkan dapatmendukung generasi alternati keputusan ae


41/41

bukan masalah utama di DB, emisi nitrogen dan osor tidak dapatdiabaikan untuk menghindari pen!emaran sumber daya non-point.

Dengan demikian, kita hanya dimasukkan nitrogen dan osor kerugian di

kerangka pemodelan dan mengabaikan eutrofkasi terkait

tingkat. *amun, sebagai masalah utama potensial, eutrofkasi akan

diperhatikan dalam studi masa depan kita.

perencanaan pengelolaan sumber daya air dan pengendalian pencemaran untu1

Documents