Application of SWAT model for hydrology and management of Gilgel Abay watershed, Lake Tana, Ethiopia

Understanding the impact of landuse changes to water quantity and quality is a primary focus of environmental management. In this study SWAT 2005 was used as primary tool to understand the effect of different management scenarios in Gilgel Abay watershed, lake tana ,Ethiopia. The catchment expriences intensive agriculture which results in severe sediment yield. In the work, critical subbasins were identified based on their sediment and nutrient yield in the calibration period. Then possible management practices were applied with selected Hydrologic Response Units (HRUs). The model was able to reproduce the hydrology of the catchment eventhough there are some discrepancies due to lack of sufficient data e.g. rainfall data, and soil data which was not fully representative of the real spatilal distribution since it has a larger scale of discretization than needed. SUFI-2 was used as an automatic model calibration tool for both daily and monthly flow simulations and the model validation gave both NSE and R2 > 0.6. The influence of management practices like tillage practices, dose of fertilazation, and croptypes for sediment yield and nutrient yield was observed. The tillage practice, mould board plow, increase sediment yield by 26.4% in comparision with conservation tillage practice, whereas field cultivator reduce sediment yield by 16% as compared to mould board plow tillage practice. Sediment yield obviously decreases in the case of zero tillage, while nutrient yield was high in case of zero tillage than in mould board plow. Application of fertilization dose beyond medium dosage level (50% of recommended dose) degrades stream water quality without significant increase in crop yield.

Capire l'impatto delle modifiche di uso del suolo delle acque quantità e la qualità è un obiettivo primario della gestione ambientale. In questo studio SWAT 2005 è stato utilizzato come strumento principale per comprendere l'effetto di scenari di gestione differenti spartiacque Gilgel Abay, lago Tana, in Etiopia. Il bacino delle esperienze un'agricoltura intensiva che si traduce in rendimento sedimenti grave. Nel lavoro, subbasins critici sono stati individuati in base al loro rendimento sedimenti e nutrienti nel periodo di calibrazione. Poi pratiche di gestione possibili sono state applicate con selezionati Idrologici Response Unit (all'HRUS). Il modello è stato in grado di riprodurre l'idrologia del bacino eventhough ci sono alcune discrepanze dovute alla mancanza di dati sufficienti ad esempio, dati di pioggia, e dati sul suolo che non è stato pienamente rappresentativo della reale distribuzione spatilal dal momento che ha una scala più ampia di quella necessaria discretizzazione. SUFI-2 è stata utilizzata come strumento di calibrazione automatica del modello sia per i giornalieri e mensili simulazioni di flusso e la validazione del modello ha dato tanto NSE e R2> 0.6. L'influenza delle pratiche di gestione delle pratiche, come la coltivazione, la dose di fertilazation e croptypes per la resa dei sedimenti e la resa dei nutrienti è stata osservata. La pratica di dissodamento, a bordo dello stampo aratro, i sedimenti resa aumento del 26,4% rispetto alle pratiche di conservazione di dissodamento, mentre coltivatore campo di ridurre la durata dei sedimenti del 16% rispetto al bordo dello stampo aratro pratica di coltivazione. Sedimenti rendimento diminuisce, ovviamente, nel caso di zero lavorazione del terreno, mentre il rendimento dei nutrienti è stato elevato in caso di zero lavorazione di stampo aratro in pensione. Applicazione della dose fecondazione oltre il livello medio dosaggio (50% della dose raccomandata) stream degrada la qualità delle acque senza aumento significativo della resa delle colture.