Memprediksi Krisis Air Pertanian dengan Model Sosial-Hidrologi Dinamis

Dipublikasikan oleh Dewi Sulistiowati

15 Juli 2025, 11.44

pixabay.com

Latar Belakang: Ketegangan Air di Tengah Tekanan Sosial

Pertumbuhan populasi global yang cepat memicu kekhawatiran krisis air, dengan prediksi kekurangan 40% air bersih dunia pada tahun 2030. Studi ini menyasar pada pengelolaan sumber daya air pertanian di DAS Gavshan, Iran, melalui pendekatan model dinamis sistem (SD) dalam kerangka sosial-hidrologi.

Tujuan dan Metodologi Studi

Penelitian ini bertujuan:

  1. Mengidentifikasi interaksi antara sistem sosial dan hidrologi.
  2. Memprediksi dinamika sosial, ekonomi, dan pertanian.
  3. Menentukan skenario manajemen air paling efektif.

Teknik yang digunakan:

  • Model Dinamik Sistem (SD) dalam software Vensim
  • Kuesioner 87 petani untuk mengukur keberlanjutan sosial
  • Data iklim harian (1990–2020), statistik populasi, dan pertanian lokal
  • Simulasi 30 tahun (2020–2050)
  • Evaluasi lima skenario kebijakan

Studi Kasus: DAS Gavshan, Provinsi Kermanshah

  • Luas DAS: 7736 km²
  • Fungsi utama: Penyedia air rumah tangga untuk 2 juta jiwa, irigasi 31.000 ha, dan PLTA 9,2 MW
  • Tantangan utama: Efisiensi irigasi rendah (45%), kebocoran jaringan pipa, limbah pertanian

Desain Skenario Sosial-Hidrologi

  • Baseline: Tanpa intervensi, dengan konsumsi air per kapita 230 m³/hari dan efisiensi irigasi 45%
  • Skenario 1–4: Meningkatkan efisiensi irigasi hingga 70%, menurunkan konsumsi per kapita hingga 200 m³/hari, dan mendaur ulang air limbah untuk irigasi (hingga 30 juta m³/tahun)

Hasil Utama: Efisiensi Air dan Daur Ulang Limbah Kunci Ketahanan

Temuan penting:

  • Tanpa perubahan, air tanah menyusut dari 5 menjadi <1 juta m³, dan air permukaan dari 22 menjadi 7 juta m³ pada 2050.
  • Skenario 3 dan 4 (efisiensi tinggi dan daur ulang limbah) menambah hingga 30 juta m³ air pertanian dan meningkatkan hasil panen 4–5 ton/ha.
  • GDP diproyeksikan naik 50% (Skenario 3) dan 80% (Skenario 4) hingga 2050.

Simulasi Sosial dan Ekonomi: Dampak pada Kesejahteraan

Model SD memperlihatkan keterkaitan antara:

  • Pertumbuhan penduduk → Kebutuhan air meningkat
  • Efisiensi irigasi dan daur ulang limbah → Hasil panen naik → Pendapatan petani meningkat
  • Kesejahteraan sosial meningkat:
    • Partisipasi sosial: 45–60%
    • Kepercayaan sosial: 52,6%
    • Solidaritas sosial: 74,4%

Analisis Sensitivitas dan Validasi

Model SD diuji dengan regresi historis, menghasilkan R² = 0,98, menunjukkan akurasi tinggi dalam memprediksi pola curah hujan dan simpanan air.

Hasil simulasi sensitivitas:

  • Konsumsi per kapita diturunkan 30% masih belum cukup mengimbangi permintaan
  • Penerapan irigasi efisien dan limbah daur ulang lebih efektif dalam menurunkan ketegangan air

Kritik dan Implikasi Kebijakan

Kekuatan:

  • Integrasi sosial-ekonomi-hidrologi dalam 1 model
  • Skenario berbasis kebijakan realistis
  • Validasi empiris kuat

Kelemahan:

  • Belum mencakup dinamika kebutuhan air industri & lingkungan
  • Tidak memasukkan pengaruh inflasi dan harga produk pertanian

Rekomendasi kebijakan:

  • Bangun instalasi pengolahan air limbah
  • Perbarui jaringan pipa irigasi tua
  • Gunakan teknologi modern untuk daur ulang limbah yang aman

Kesimpulan: Model Hybrid SD sebagai Solusi Krisis Air Pertanian

Artikel ini membuktikan bahwa model SD dalam pendekatan sosial-hidrologi:

  • Efektif memetakan interaksi sosial-ekonomi-lingkungan
  • Menyediakan skenario berbasis data untuk ketahanan air dan pertanian
  • Menawarkan rekomendasi kebijakan yang dapat direplikasi di wilayah lain dengan tantangan serupa

Sumber Artikel:
Javanbakht-Sheikhahmad, F., Rostami, F., Azadi, H., Veisi, H., Amiri, F., Witlox, F. (2024). Agricultural Water Resource Management in the Socio-Hydrology: A Framework for Using System Dynamics Simulation. Water Resources Management, 38:2753–2772.