Daerah Irigasi Sonosari memiliki 12 petak tersier dengan luas total baku sawah total 801 ha serta saluran sekunder dengan panjang 12 km. Sedangkan Daerah Irigasi Pakis memiliki total luas baku sawah sebesar 726 ha. Dengan total luas baku sawah yang cukup besar serta tidak sesuainya antara kebutuhan air irigasi dengan pemberian air irigasi menyebabkan sering terjadi kekurangan pada musim kemarau. Berdasarkan permasalahan diatas, perlu adanya evaluasi sistem pemberian air irigasi di daerah tersebut dan salah satu caranya adalah dengan metode indeks penggunaan air (IPA) guna mendapatkan nilai debit yang efisien serta nilai FPR yang sesuai dengan jenis tanah. Dari hasil simulasi IPA didapatkan bahwa dengan mencoba-coba nilai IPA = 0,7 (kategori sedang) memiliki hasil terbesar yaitu 194,389 lt/dtk (Musim Hujan), 213,956 lt/dtk (Musim Kemarau I) dan 116,606 lt/dtk (Musim Kemarau II) pada intake. Untuk penghematan pemberian air irigasi dengan mencoba-coba nilai FPR didapatkan bahwa FPR = 0,12 memiliki hasil terbesar yaitu 363,009 lt/dtk (Musim Hujan), 500,620 lt/dtk (Musim Kemarau I) dan 275,346 lt/dtk (Musim Kemarau II) pada intake. Sementara di D.I. Pakis untuk penghematan pemberian air irigasi yang paling besar, yaitu pada efisiensi 55% di musim kemarau I sebesar 540,45 lt/dt dengan nilai IPA = 0,55 yang termasuk kategori sedang. Sementara untuk penghematan pemberian air irigasi dengan nilai IPA dan efisiensi yang sama pada musim hujan didapatkan debit sebesar 486,45 lt/dt dan musim kemarau II sebesar 412,20 lt/dt.

Waduk Sutami menjadi salah satu waduk serbaguna yang digunakan dalam penyediaan air baku. Permasalahan utama yang terjadi ialah adanya penurunan kualitas air yang disebabkan oleh sumber pencemaran limbah pertanian, limbah domestik, dan limbah industri di bagian hulu waduk. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan kualitas air pada musim kemarau dengan menggunakan metode DOE-WQI, Indeks Pencemaran, Oregon-WQI, dan Prati Index berdasarkan parameter BOD, COD, DO, NH3-N, TSS, pH, NO3, dan PO4, serta untuk menghitung daya tampung beban pencemaran waduk. Hasil yang didapatkan dari analisis kualitas air dengan menggunakan metode DOE-WQI, Indeks Pencemaran, dan Prati Index adalah tercemar ringan. Pada metode Oregon-WQI menampilkan hasil yang berbeda yaitu tercemar berat, hal itu disebabkan oleh adanya perbedaan penggunaan parameter. Status trofik di musim kering tahun 2016 mengalami eutrofikasi sebesar 60% - 80% Eutrof. Diketahui kadar Total-P untuk bagian hulu, tengah, dan hilir antara lain 89,20 mg/m3 , 86,733 mg/m3 , dan 76,667 mg/m3 . Besarnya daya tampung beban pencemaran Waduk Sutami pada bagian hulu, tengah, dan hilir yaitu 12,448 mg/m3 , 15,291 mg/m3 , dan 26,894 mg/m3 . Dengan perbandingan kadar Total-P dan nilai daya tampungnya, maka memperlihatkan bahwa kadar Total-P melampaui batas kapasitas tampungan beban pencemaran waduk.

Penilaian kinerja berdasarkan Permen PUPR No. 12/PRT/2015 merupakan suatu indikasi dalam rangka menggambarkan suatu pengelolaan sistem irigasi, dilakukan terhadap 6 (enam) parameter yaitu; Prasarana Fisik, Produktivitas Tanam, Sarana Penunjang, Organisasi Personalia, Dokumentasi dan Perkumpulan Petani Pemakai Air (P3A), sedangkan pendekatan Metode MASSCOTE dilakukan dengan evaluasi Rapid Appraisal Procedure (RAP) yang merupakan seperangkat prosedur sistematis untuk mendiagnosa hambatan, kinerja dan tingkat layanan dalam sistem irigasi terhadap 4 (empat) indikator utama yaitu; Indikator Pelayanan, Indikator P3A, Indikator SDM Operator, dan Indikator Modernisasi Operasi Saluran. Penilaian kinerja dilakukan melalui survei terhadap petugas OP irigasi dan petani P3A yang menunjukkan indeks kinerja sebesar 64,22% atau kategori Kurang Baik terhadap kinerja Operasi dan Pemeliharaan berdasarkan Permen PUPR No. 12/PRT/2015, sedangkan indeks kinerja sebesar 2,99 berdasarkan Metode MASSCOTE dengan evaluasi RAP menunjukkan Level of Service pada kategori Kurang Baik terhadap kinerja Operasi Saluran dan Pelayanan Irigasi. Berdasarkan analisis jalur didapatkan pengaruh signifikan secara bersama variabel indikator utama X1,X2,X3 dan X4 terhadap variabel kinerja sistem irigasi (Y) sebesar 0,750 atau 75%.

Kabupaten nganjuk merupakan daerah kering dengan sistem irigasi teknis namun masih mengandalkan irigasi tadah hujan dimana meliputi 6 daerah irigasi bendung yaitu Bendung Rejoso, Margomulyo, Ngomben, Jati, Jatirejo dan Janeng. Sehingga intensitas tanam total untuk tiga kali masa tanam pada setiap daerah irigasi bendung tidak mencapai 300%. Demi mengantisipasi hal ini maka dibangun Bendungan Semantok guna menyuplai debit kebutuhan irigasi sebesar 3,23 m3 /dt untuk keenam daerah irigasi bendung tersebut. Dalam studi ini dilakukan optimasi dengan program linier menggunakan fasilitas solver pada Microsoft Excel. Fungsi tujuan pada model optimasi ini adalah mengoptimalkan debit suplai pada bendungan dan luas potensial yang ada pada 6 daerah irigasi bendung dengan fungsi kendala yaitu debit suplai bendungan dan luas lahan tersedia. Pada model optimasi ini direncanakan tiga alternatif pola tata tanam dengan perbedaan awal tanam untuk masing-masing bendung. Berdasarkan hasil optimasi maka didapat pola tata tanam terpilih adalah alternatif pola tata tanam ke-II dengan awal tanam Bulan Desember periode III dengan intensitas tanam total 300%.

Kinerja irigasi menjadi suatu indikasi dalam rangka menggambarkan suatu pengelolaan sistem irigasi, Penilaian kinerja berdasaran Permen PUPR No. 12/PRT/M/2015 dilakukan 6 parameter yaitu; Prasarana Fisik, Produktivitas Tanam, Sarana Penunjang, Organisasi Personalia, Dokumentasi dan Perkumpulan Petani Pemakai Air (P3A), sedangkan pendekatan metode Masscote dilakukan dengan evaluasi Rapid Appraisal Procedure (RAP) yang merupakan seperangkat prosedure sistematis untuk mendiagnosa hambatan, kinerja dan tingkat layanan dalam sistem irigasi terhdap 4 indikator utama yaitu: Indikator Pelayanan, Indikator P3A, Indikator SDM Operator, dan Indikator Modernisasi Operasi Saluran. Penilaian kinerja dilakukan melalui survei terhadap petugas OP irigasi dan petani P3A yang menunjukkan indeks kinerja sebesar 63,16% atau kategori Kurang dan Perlu Perhatian terhadap kinerja Operasi dan Pemeliharaan berdasarkan Permen PUPR No. 12/PRT/M/2015, sedangkan indeks kinerja sebesar 3,04 berdasarkan metode Masscote dengan evaluasi RAP menunjukkan Level of Service pada kategori Baik terhadap kinerja Operasi Saluran dan Pelayanan Irigasi. Berdasarkan analisis jalur (Path Analysis) didapatkan pemodelan matematika dengan persamaan Y = 0,420 X1 + 0,427 X2 + 0,432 X3 – 0,446 X4, dengan R2 0,857 atau 85,7%. Dimana pengaruh signifikan secara bersama veariabel indikator utama X1, X2, X3 dan X4 terhadap variabel kinerja sistem irigasi (Y) sebesar 0,857 atau 85,7%.