ứng dụng kinh tế môi trường trong khai thác sử dụng và bảo vệ nguồn nước ở vùng hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai

MỞ ĐẦU
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LUẬN ÁN
I. Đặt vấn đề
Việc cân nhắc các khía cạnh kinh tế và môi trường trong khai thác sử
dụng và bảo vệ nguồn nước ở cấp độ lưu vực sông đang ngày càng thu hút
được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học và quản lý khắp nơi trên thế giới
do sự kết hợp của bốn yếu tố chính: (i) sự khan hiếm nước ngày càng gia
tăng, (ii) tính cạnh tranh trong khai thác sử dụng nước ngày càng cao, (iii)
các ngoại tác môi trường ngày càng trầm trọng, và (iv) nguồn lực tài chính
để đầu tư phát triển cơ sở hạ tầng ngành nước ngày càng hạn hẹp.
Vùng hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai (HTSĐN) được lựa chọn làm vùng
nghiên cứu thử nghiệm trong Luận án này do các sức ép lên tài nguyên và
môi trường nước ở đây là rất lớn và không ngừng gia tăng. Trước các áp lực
gia tăng dân số, đô thị hóa, công nghiệp hóa đang diễn ra hết sức nhanh
chóng tại khu vực này, một số vấn đề quan trọng được đặt ra cho tương lai
ngành nước năm 2020 là: liệu có đủ nước để đáp ứng tất cả các nhu cầu sử
dụng hay không? Nếu không thì giải quyết bài toán phân bổ nguồn nước
khan hiếm ở lưu vực này như thế nào cho hợp lý và hiệu quả? Cơ chế định
giá nước như hiện nay có thật sự hợp lý chưa? Mức độ thu hồi chi phí của
các dịch vụ ngành nước như hiện nay có đảm bảo được khả năng đứng vững
về mặt tài chính của các nhà cung cấp dịch vụ và bảo vệ môi trường khỏi bị
ô nhiễm quá mức hay không? Nếu để xảy ra tình trạng ô nhiễm kéo dài thì
mức độ thiệt hại đối với môi trường và kinh tế là cỡ nào? Và giải pháp nào
có hiệu quả đối với việc kiểm soát ô nhiễm nước ở lưu vực? Luận án này
được thực hiện nhằm góp phần trả lời các câu hỏi đó một cách khoa học.
II. Mục tiêu nghiên cứu của Luận án
Ứng dụng các nguyên tắc, lý thuyết của kinh tế môi trường để phân tích,
đánh giá, làm sáng tỏ những vấn đề bất cập trong khai thác sử dụng và bảo
vệ nguồn nước ở vùng hạ lưu HTSĐN. Trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp
thích hợp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng và bảo vệ nguồn nước ở lưu vực.
1

III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của Luận án
Đối tượng nghiên cứu chính của Luận án là tài nguyên nước mặt trên
lưu vực sông, trong đó tập trung vào các khía cạnh chính của nó như: số
lượng, chất lượng, tính khan hiếm, nhu cầu khai thác sử dụng, lợi ích và chi
phí trong các kiểu sử dụng khác nhau, các ngoại tác môi trường và kinh tế
nảy sinh do sự suy giảm về số lượng và chất lượng nước, và những sự điều
chỉnh/can thiệp về mặt chính sách quản lý.
Phạm vi không gian nghiên cứu được giới hạn trong vùng hạ lưu của hệ
thống sông Đồng Nai, được tính từ sau đập Trị An trên sông Đồng Nai, sau
đập Dầu Tiếng trên sông Sài Gòn, và từ Gò Dầu hạ trên sông Vàm Cỏ Đông
ra đến vùng cửa sông.
IV. Cách tiếp cận nghiên cứu
Luận án này đã phát triển một cách tiếp cận mới trên cơ sở kết hợp
giữa “Quản lý tổng hợp lưu vực sông” và “Kinh tế tài nguyên – môi trường”
và áp dụng nó để phân tích, đánh giá các hoạt động chính liên quan đến nước
ở vùng hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai như được thể hiện trên Hình 1.
V. Nội dung nghiên cứu của Luận án
1) Phân tích, đánh giá các điều kiện hiện tại liên quan đến nguồn nước; các
hoạt động khai thác sử dụng và bảo vệ nguồn nước tại khu vực nghiên cứu
2) Phân tích, dự báo nhu cầu dùng nước của các nhóm đối tượng sử dụng
chính trên lưu vực và các tác động của chúng đến tài nguyên môi trường
nước; tính toán cân đối cung – cầu về nước cho toàn vùng đến 2020;
3) Tính toán phân bổ tối ưu nguồn nước cho các nhu cầu sử dụng cạnh
tranh trên lưu vực trong điều kiện thiếu hụt nguồn nước;
4) Phân tích, đánh giá các khía cạnh kinh tế và môi trường liên quan đến
việc khai thác, cung cấp, sử dụng, xử lý và thải bỏ nước thải trên lưu vực;
5) Đánh giá các thiệt hại về môi trường và kinh tế do ô nhiễm nguồn nước
gây ra với trường hợp nghiên cứu điển hình cho lưu vực sông Thị Vải;
6) Đề xuất các giải pháp, công cụ kinh tế thích hợp nhằm góp phần nâng
cao hiệu quả sử dụng và bảo vệ nguồn nước ở vùng hạ lưu HTSĐN.

2
Hình 3. Sơ đồ các bước phân tích, đánh giá chính trong Luận án
VI. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận án
Ý nghĩa khoa học
Luận án góp phần làm sáng tỏ những vấn đề khoa học chưa được giải
quyết thỏa đáng trong thực tiễn phân phối, khai thác sử dụng và bảo vệ
3
Tiếp cận theo hướng
Quản lý tổng hợp lưu vực
Các đặc trưng cơ bản:
Tiếp cận theo hướng Kinh tế
tài nguyên và môi trường
Các đặc trưng cơ bản:
Đánh giá nguồn
nước sẵn có
Số lượng và chất lượng;
Sự phân bố theo không gian và
thời gian giữa các tiểu lưu
vực với nhau, giữa thượng
lưu và hạ lưu.
Các hàng hóa và dịch vụ do nước
cung cấp;
Các thước đo giá trị của nước;
Sự khan hiếm/dư thừa nước.
Dự báo nhu cầu
sử dụng nước
Nhu cầu của các ngành;
Phân bố nhu cầu dùng nước
theo các tiểu lưu vực;
Kết hợp cả nước mưa, nước mặt

và nước dưới đất.
Xác định các nhu cầu “hiệu quả”
Các hàm nhu cầu về nước;
Tổng lợi ích, lợi ích biên.
Cân bằng nước
Chung cho toàn vùng;
Các tiểu lưu vực sông nhánh;
Các nút tính toán;
Các mô hình thủy văn.
Các tiêu chuẩn “khan hiếm”;
Dòng chảy môi trường hạ lưu;
Giới hạn các mức độ khai thác tối
đa cho phép (các ràng buộc).
Phân phối
nguồn nước thô
Theo các ngành dùng nước;
Theo các tiểu lưu vực;
Tối đa hóa lợi ích của các
ngành dùng nước.
Cân bằng lợi ích ròng biên giữa
các ngành sử dụng nước;
Mô hình phân phối tối ưu;
Giá trị ròng biên của nước thô.
Khai thác, cung
cấp và sử dụng
Theo các ngành dùng nước;
Theo các tiểu lưu vực;
Theo khả năng phát triển cơ sở
hạ tầng ngành nước.
Các quyền sử dụng nước;

Giá nước/thuế khai thác nước;
Chi phí đầy đủ của các dịch vụ
cung cấp nước;
Mức độ thu hồi chi phí đầy đủ;
Tính bền vững của các dịch vụ.
Xử lý, tái sử
dụng, thải bỏ
Theo các ngành dùng nước;
Theo các tiểu LV thoát nước.
Các chi phí/lợi ích;
Mức độ thu hồi chi phí;
Tính bền vững của các dịch vụ.
Quay lại hệ
thống thủy văn
Các dòng hoàn lưu (thường
dưới dạng nước thải)
Các ngoại tác môi trường;
Các thiệt hại về môi trường và
kinh tế.
START
Bổ sung lẫn nhau
END
nguồn nước ở cấp độ lưu vực sông như: giá trị/lợi ích kinh tế của tài nguyên
nước, sự phân phối tối ưu nguồn nước khan hiếm ngang qua các ngành sử
dụng cạnh tranh, chi phí đầy đủ của các dịch vụ liên quan đến nước, những
thiệt hại về môi trường và kinh tế do ô nhiễm nước gây ra.
Ý nghĩa thực tiễn
Luận án góp phần trả lời thỏa đáng các câu hỏi chính đặt ra cho tương
lai ngành nước ở vùng hạ lưu HTSĐN đến năm 2020 như đã nêu ở trên.
Các kết quả nghiên cứu của Luận án có giá trị ứng dụng đối với các

nhà làm chính sách, các nhà quản lý và cộng đồng người sử dụng trong quy
hoạch khai thác, sử dụng và bảo vệ nguồn nước vùng hạ lưu HTSĐN hướng
đến sự phát triển bền vững. Đặc biệt, mô hình tối ưu hóa sự phân phối nguồn
nước giữa các nhu cầu sử dụng cạnh tranh trên lưu vực với các ràng buộc về
mặt thủy văn được xây dựng và áp dụng thành công trong Luận án này có thể
được áp dụng tương tự cho các lưu vực sông khác trên cả nước.
VII. Tính mới của Luận án
Luận án góp phần hình thành nên khuôn khổ phương pháp luận mới
cho việc kết hợp đưa “Kinh tế tài nguyên và môi trường” vào trong khuôn
khổ “Quản lý tổng hợp lưu vực sông” để nhằm nâng cao tính hiệu quả của
việc quản lý nguồn nước. Đặc biệt Luận án đã xây dựng và áp dụng thành
công mô hình phân bổ tối ưu, cung cấp những phương pháp thích hợp cho
việc định giá đúng giá trị kinh tế của tài nguyên nước khan hiếm và các chi
phí đầy đủ của các dịch vụ liên quan đến nước cũng như các thiệt hại về môi
trường và kinh tế do ô nhiễm nguồn nước gây ra.
Chương 1
TỒNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN
1.1. Các xu hướng tiến triển trong quản lý tài nguyên nước
• Quản lý tài nguyên nước truyền thống (trước năm 1992)
• Quản lý tổng hợp tài nguyên nước (từ sau năm 1992)
• Quản lý tổng hợp lưu vực sông (khoảng 10 năm gần đây)
• Quản lý lưu vực sông trên cơ sở hệ sinh thái (khoảng 5 năm gần đây)
4
• Sự đồng thuận quốc tế về chính sách nước và các nguyên tắc quản lý:
Tuyên bố Dublin năm 1992; Tuyên bố Rio năm 1992; Chỉ thị khung
ngành Nước của châu Âu (WFD 2000).
1.2. Tổng quan các nghiên cứu ở ngoài nước có liên quan đến Luận án
• Liên quan đến việc đánh giá và dự báo các nhu cầu về nước: Có rất
nhiều nghiên cứu được thực hiện nhưng tập trung chủ yếu cho 2 nhóm đối
tượng sử dụng chính là sinh hoạt và nước tưới. Thông thường, một thủ tục

gồm 2 bước được áp dụng trong các nghiên cứu dự báo nhu cầu về nước:
đầu tiên là thiết lập các hàm cầu, sau đó sử dụng chúng để dự báo cho các
kịch bản phát triển trong tương lai.
• Liên quan đến việc xác định giá trị của tài nguyên nước: Nhiều nghiên
cứu đã được thực hiện liên quan đến định giá tài nguyên nước. Các mô hình chính đã
được báo cáo bao gồm mô hình giá mờ (Franklin et al., 2005; Ioslovich và Gutman, 2001;
van Soest et al., 2006; Wang et al., 1999), mô hình chi phí cơ hội cận biên (MOC) (Mann
et al., 1980; Mann và Schlenger, 1982; Hanke, 1981; Turvey, 1976; Robert và Richard,
1981a, b; Warford, 1997; Zhang, 2000), và mô hình đánh giá mờ toàn diện (Jiang, 1998;
Ranhang Zhao and Shouyu Chen, 2007).
• Liên quan đến việc phân phối tài nguyên nước: Một số mô hình kết hợp
thủy văn – kinh tế được phát triển gần đây để giải các bài toán về sự phân
phối tối ưu tài nguyên nước như mô hình kinh tế GAMS, MIKE BASIN.
• Liên quan đến việc đánh giá thiệt hại về môi trường: Có một số nghiên
cứu được thực hiện cho các trường hợp cụ thể như lưu vực sông Danube
và một số lưu vực khác.
• Liên quan đến các công cụ kinh tế trong quản lý môi trường: một số
công cụ kinh tế đã được khuyến cáo sử dụng như: định giá nước bền
vững, thu hồi chi phí đầy đủ của các dịch vụ nước, thuế khai thác tài
nguyên nước, phí bảo vệ môi trường đối với nước thải, quota xả thải,…
(R.K. Turner et al, 1995, 2004; TAC/GWP, 2000; Laurie L., et al 2002;
Allen Blackman, 2006; DEFRA, 2006; Jonathan M. Harris., 2006;…).
1.3. Tổng quan các nghiên cứu ở trong nước có liên quan đến Luận án
5
Ở Việt Nam, các vấn đề liên quan đến khai thác sử dụng và bảo vệ nguồn
nước lưu vực sông đã được nhiều tổ chức, cơ quan, nhà khoa học quan tâm
nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu khá rộng, bao phủ hầu hết các lưu vực sông
lớn ở nước ta như: sông Hồng – Thái Bình, sông Đà, sông Lô, sông Chảy,
sông Cầu, sông Nhuệ – Đáy, sông Ba, sông Côn, sông Đồng Nai, sông Sài
Gòn, sông Vàm Cỏ, sông Cửu Long,… Tuy nhiên các nghiên cứu đó nhìn

chung rất ít đề cập đến các khía cạnh kinh tế của tài nguyên nước.
Riêng tại lưu vực hệ thống sông Đồng Nai cũng đã có nhiều đề tài/dự án
được đầu tư nghiên cứu trong thời gian qua nhưng chủ yếu tập trung vào các
khía cạnh kỹ thuật và quản lý. Các khía cạnh kinh tế của tài nguyên nước hầu
như chưa được nghiên cứu hoặc mới chỉ dừng lại ở bước sơ khởi.
Hai nghiên cứu tiêu biểu nhất có liên quan đến kinh tế tài nguyên nước ở
lưu vực HTSĐN đã được công bố gần đây là: “Mô hình hóa chính sách phân
phối nước cho lưu vực sông Đồng Nai: Một viễn cảnh tích hợp” do nhóm tác
giả Claudia Ringler, Nguyễn Vũ Huy và Siwa Msangi công bố trên Tạp chí
Hiệp hội Nước của Mỹ năm 2006, và “Ứng dụng mô hình phân tích kinh tế
GAMS trong đánh giá tài nguyên nước – Trường hợp điển hình Lưu vực
sông Lá Buông” do nhóm tác giả Nguyễn Vũ Huy và Đỗ Đức Dũng công bố
trên Tập san KH&CN Quy hoạch thủy lợi. Cả hai nghiên cứu này đều áp
dụng mô hình kinh tế – thủy văn (GAMS) để mô phỏng sự phân phối tối ưu
tài nguyên nước và đánh giá các lợi ích ròng đối với các kiểu sử dụng nước
trong nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt, thủy điện. Hạn chế của mô hình
này là chưa đánh giá được giá trị biên cũng như lợi ích ròng biên của từng
kiểu sử dụng nước.
Chương 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Lý thuyết cơ sở của kinh tế môi trường
2.1.1. Lý thuyết cung – cầu và giá cả thị trường đối với nước
Trên quan điểm “Xem nước là một hàng hóa kinh tế”, số lượng nước được
sử dụng và giá nước phụ thuộc vào các yếu tố cung và cầu như được thể hiện
trên Hình 2-1.
6
Hình 2-1. Sơ đồ đơn giản hóa về cung và cầu đối với
nước trong thị trường cạnh tranh.
Trong một thị trường cạnh tranh về
nước, nhà cung cấp có thể sẵn sàng

cung cấp nước cho thị trường ở các
mức giá được xác định trên cơ sở
các chi phí biên của nhà sản xuất
sao cho họ có lợi. Nhu cầu về nước
được phản ảnh bằng giá nước mà
người tiêu dùng sẵn lòng trả cho
mỗi đơn vị nước. Về mặt lý thuyết,
giá tối ưu của nước được xác định
bằng giao điểm của đường cung và
đường cầu tại mức giá P
*
và số
lượng nước Q
*
.
2.1.2. Lý thuyết phân phối nước hiệu quả về mặt kinh tế
Trong trường hợp thiếu hụt nước, để phân phối hiệu quả nguồn nước cho các
nhu cầu sử dụng cạnh tranh, các giá trị biên của nước nên như nhau và ngang
bằng với chi phí biên của việc cung cấp nước. Đây là nguyên tắc cân bằng
giá trị ở biên rất quan trọng đối với việc phân phối hiệu quả tài nguyên nước.
2.1.3. Lý thuyết về các ngoại tác
Các hoạt động khai thác sử dụng tài nguyên nước thường gây ra nhiều ngoại
tác tiêu cực như làm giảm số lượng và chất lượng nước sẵn có ở khu vực hạ
lưu. Khi các chi phí ngoại tác không được tính vào giá thành cấp nước,
những người sử dụng nước thường trả tiền ít hơn và tiêu thụ nhiều nước hơn.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp luận tổng quát
Để tìm ra câu trả lời thỏa đáng cho các câu hỏi nghiên cứu đặt ra ở phần mở
đầu, trên cơ sở tổng quan tài liệu, Luận án đã chọn các hướng giải quyết cơ
bản như được thể hiện ở Bảng 2.9. Chi tiết hơn sẽ được đề cập bên dưới.

2.2.2. Các phương pháp nghiên cứu cụ thể
a) Tính toán cân đối cung – cầu về nước
Phương trình cân bằng nước tổng quát cho toàn vùng hạ lưu hệ thống sông
Đồng Nai như sau:
7
Bảng 2.9. Cách tiếp cận giải quyết các vấn đề nghiên cứu
TT Câu hỏi nghiên cứu Hướng giải quyết
01
Nguồn nước ngọt sẵn có ở vùng hạ lưu
HTSĐN có đủ để đáp ứng đồng thời các
nhu cầu sử dụng nước khác nhau trên
lưu vực hiện nay và đến năm 2020?
Tính toán cân đối cung – cầu về nước
cho toàn vùng.
02
Trong trường hợp thiếu hụt nước, làm
thế nào để có thể phân phối hiệu quả
nguồn nước cho các nhu cầu sử dụng
cạnh tranh trên lưu vực?
Áp dụng mô hình phân bổ tối ưu nguồn
nước với các điều kiện ràng buộc về
mặt thủy văn.
03
Cơ cấu giá nước hiện nay đã được tính
toán hợp lý chưa?
Phân tích đánh giá chi phí đầy đủ đối
với các dịch vụ nước với các trường
hợp điển hình.
04
Làm thế nào để có thể thiết lập cơ chế

định giá nước mang tính bền vững hơn
và thu hồi chi phí đầy đủ đối với các
dịch vụ ngành nước?
Áp dụng mô hình chi phí đầy đủ để xác
lập các nguyên tắc định giá nước và thu
hồi chi phí đối với các dịch vụ ngành
nước.
05
Ô nhiễm nguồn nước đã gây ra thiệt hại
cỡ nào đối với môi trường và kinh tế?
Định giá thiệt hại cho trường hợp lựa
chọn điển hình ở lưu vực sông Thị Vải.
06
Các giải pháp nào có thể góp phần hạn
chế tình trạng ô nhiễm môi trường nước
ở lưu vực và nhờ đó đạt được các mục
tiêu phát triển bền vững?
Phân tích nguyên nhân để lựa chọn giải
pháp đáp ứng thích hợp nhất.
ΔQ = Q
đến
+ Q
mưa
– Q
khai thác
+ Q
hồi lưu
– Q
sinh thái
(2-6)

Trong đó: ΔQ là chênh lệch giữa lượng cung và lượng cầu về nước:
Nếu ΔQ = 0 : Cung vừa đủ cầu
ΔQ < 0 : Cung không đủ cầu → Thiếu hụt nước
ΔQ > 0 : Cung vượt cầu → Dư thừa nước
b) Mô hình và phương pháp dự báo nhu cầu về nước
Trong nghiên cứu này, các nhu cầu sử dụng nước có ảnh hưởng đến nguồn
nước ngọt trong tương lai (sinh hoạt, công nghiệp, tưới, chăn nuôi, nuôi thủy
sản bên ngoài dòng chảy tư nhiên) được tính toán dự báo theo một thủ tục
gồm 2 bước chính: Bước thứ nhất là xây dựng các mô hình toán kinh tế để
đánh giá hàm cầu trung bình về nước cho mỗi nhóm đối tượng sử dụng.
Bước thứ hai là áp dụng các hàm cầu đã được thiết lập để dự báo nhu cầu sử
dụng nước trong tương lai dựa trên các kịch bản phát triển KT-XH trên lưu
vực và kịch bản thay đổi các thông số của hàm cầu như giá nước, thu nhập.
8
Do không có cơ sở ưu tiên để chọn một mối quan hệ hàm số, nên mô hình
được xây dựng với nhiều lựa chọn khác nhau để phân tích nhu cầu/sử dụng
nước bằng cách sử dụng 3 dạng hàm phổ biến như sau:
Mô hình tuyến tính:
Q = b
0
+ b
1
(X
1
) + b
2
(X
2
) + b
3

(X
3
) +……+ b
n
(X
n
) ± μ (2-8)
Mô hình semi-log:
lnQ = b
0
+ b
1
(X
1
) + b
2
(X
2
) + b
3
(X
3
) +……+ b
n
(X
n
) ± μ (2-9)
Mô hình log-log:
lnQ = b
0

+ b
1
ln(X
1
) + b
2
ln(X
2
) + b
3
ln(X
3
) +…+ b
n
ln(X
n
) ± μ (2-10)
Trong đó b
0
là phần chắn (intercept) của mô hình và b
1
, b
2
,…, b
n
tương ứng
là các hệ số của các biến độc lập, μ là sai số của phương trình.
Giá trị của b
0
, μ và các hệ số của cả 3 dạng hàm trên có thể thu được thông

qua việc phân tích tương quan hồi quy đa biến với dữ liệu chuỗi thời gian
của các biến độc lập và biến phụ thuộc.
c) Mô hình phân phối tối ưu tài nguyên nước
Để giải bài toán phân phối tối ưu tài nguyên nước ở vùng hạ lưu HTSĐN,
nghiên cứu này sử dụng hàm mục tiêu với những điều kiện ràng buộc về mặt
thủy văn. Bài toán tối ưu hóa được thiết lập như sau:
Với điều kiện ràng buộc:
(2-24)
Trong đó: J là số nhóm đối tượng sử dụng nước cạnh tranh; w
j
là số lượng nước sử dụng
của nhóm j (m
3
/s); W là tổng lượng nước được phép khai thác tối đa (m
3
/s); B
j
(w
j
) và
C
j
(w
j
) tương ứng là lợi ích và chi phí của nhóm j khi sử dụng lượng nước w
j
.
Với điều kiện là tối ưu cho mỗi nhóm để nhận được một số lượng nước nào
đó, thủ tục tối ưu hóa Lagrangian đưa tới các điều kiện bậc nhất của J:
Cho tất cả j = 1, 2,…, J.

(2-25)
Ở đây λ là nhân tử Lagrange, nó có ý nghĩa như là giá trị biên hoặc chi phí
cơ hội biên của nước tự nhiên (nguồn nước thô). Các phương trình đó của J
có thể được viết lại theo những cách thức hữu dụng hơn:
9
MB
j
– MC
j
= λ cho tất cả j = 1, 2,…, J. (2-26)
MNB
j
= λ cho tất cả j = 1, 2,…, J. (2-27)
Hoặc: MNB
j
= MNB
k
cho tất cả j, k = 1, 2,…, J. (2-28)
Trong đó: MB
j
và MC
j
tương ứng là lợi ích và chi ở biên của nhóm đối tượng sử
dụng thứ j; MNB
j
, MNB
k
là lợi ích ròng ở biên của nhóm đối tượng sử dụng thứ j, k.
Để giải bài toán tối ưu ở trên, cần phải biết các hàm MB
j

và MC
j
sao cho hệ
thống các điều kiện bậc nhất của J được cho bởi (2-28) có thể được giải đồng
thời. Các hàm lợi ích biên của j (MB
j
) có thể được xác định bằng cách lấy
tích phân các hàm cầu ngược.
Đối với hầu hết các kiểu sử dụng nước, hàm cầu có thể được xác định như là
một hàm số của số lượng nước được cầu (Q
i
) và giá nước (P
i
). Trong nghiên
cứu này, các hàm cầu được giả định ở dạng phi tuyến và được biểu thị ở
dạng tổng quát Q
i
= A
i
P
i
εi
, hay lnQ
i
= lnA
i
+ ε
i
lnP
i

(trong đó A
i
là hằng số).
Hàm cầu ngược tương ứng sẽ là P
i
= A
i
–1/ε
∙ Q
i
1/ε
. Tích phân bên dưới hàm cầu
này chính là tổng lợi ích (TB) của việc sử dụng nước và được biểu diễn:
εε
ε
ε
ε
/)(
i
i
i
/
i
i
QATB
i
1
1
1
+

−
⋅
+
⋅=

Chi phí sử dụng nước của mỗi ngành được giả định là tăng tuyến tính theo
khối lượng nước sử dụng và được biểu diễn bởi TC
i
= P
i
× Q
i
.
Do lộ trình từ lúc khai thác nước sông đến lúc tiêu thụ cuối cùng luôn có một
sự tổn thất dọc đường nên cần đưa thêm thông số chỉ mức độ tổn thất (L
i
)
vào trong mô hình. Như vậy tổng lợi ích ròng của tất cả các ngành sử dụng
nước trên lưu vực là:
( ) ( )
∑
=
+
−







−⋅−−⋅
+
⋅
J
i
iii
/)(
ii
i
i
/
i
QLPQ)L(A
ii
i
1
1
1
11
1
εε
ε
ε
ε

Bởi vì tổng này phải được tối đa hóa với sự ràng buộc về mặt thủy văn của
nguồn nước sẵn có, nên phương pháp Lagrange có thể được áp dụng bằng
cách biểu diễn các hàm lợi ích ròng biên MNB
i
theo số lượng nước sử dụng

Q
i
khác nhau và tính toán để tìm ra những sự kết hợp (Q
1
, Q
2
, Q
3
,…, Q
J
) sao
cho MNB
1
= MNB
2
= … = MNB
J
.
10
(2-29)
(2-30)
d) Chi phí đầy đủ của các dịch vụ cung cấp nước
Đối với các loại hình sử dụng nước bên ngoài hệ thống thủy văn (sinh hoạt,
công nghiệp, nông nghiệp,…), chi phí đầy đủ của việc cung cấp nước bao
gồm các thành phần cơ bản như trên Hình 2-2.
Hình 2-2. Các thành phần cấu thành nên chi phí đầy đủ của việc cung cấp nước
e) Chi phí đầy đủ của các dịch vụ thu gom và xử lý nước thải
Khác với các dịch vụ cung cấp nước, chi phí đầy đủ của các dịch vụ thu gom
và xử lý nước thải bao gồm 3 thành phần chính:
− Chi phí đầu tư mạng lưới thu gom và nhà máy xử lý nước thải;

− Chi phí vận hành, sửa chữa, thay thế và quản lý hệ thống;
− Chi phí xả thải (Phí bảo vệ môi trường đối với nước thải).
Ngoài các phương pháp trên, Luận án còn sử dụng các phương pháp truyền
thống khác như kế thừa, thống kê, chuyên gia.
Chương 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả nghiên cứu đánh giá nhu cầu sử dụng nước trên lưu vực
3.1.1. Kết quả đánh giá các hàm cầu về nước
a) Hàm cầu đối với nước sinh hoạt
ln(Q) = – 10.8502 – 0.25179 ln(P) + 0.270488 ln(I) + 4.308988 ln(T) (3-1)
R
2
(đã được hiệu chỉnh) = 0.778; sai số chuẩn: μ = 0.043
Trong đó: Q là lượng nước tiêu thụ bình quân đầu người (m
3
/người/tháng);
P là giá nước sinh hoạt ở biên (đồng/m
3
);
I là thu nhập bình quân đầu người theo GDP thực (triệu đồng/người/tháng)
T là nhiệt độ trung bình năm (
o
C); R là lượng mưa trung bình năm (mm).
11
Các ngoại tác môi trường và kinh tế
Chi phí cơ hội (chi phí tài nguyên)
Chi trả vốn đầu tư
Chi phí vận hành, sửa chữa, thay thế
Chi phí cung cấp nước
(Chi phí tài chính)

Chi phí đầy đủ
( = Giá trị sử dụng
bền vững)
b) Hàm cầu đối với nước trong công nghiệp
lnQ = 10.44014 – 0.75777 lnP (R
2
= 0.9982) (3-2)
Trong đó: Q = Lượng nước sử dụng trong công nghiệp (m
3
/ha/ngày đêm);
P = Giá nước ở biên (đồng/m
3
).
c) Hàm cầu đối với nước trong nông nghiệp
Phương trình hàm cầu là: w = kp
ε
và hàm lợi ích biên là MB = (w/k)
1/ε
với
các thông số k và ε được xác định như trong Bảng 3-22.
Bảng 3-22. Kết quả đánh giá các thông số của hàm cầu nước trong nông nghiệp
Loại cây trồng/vật nuôi w* Δw TV ε k AV MB
Lúa nước 1046.22 1046.22 902,890 -0.5 21732.7 863 432
Cây hàng năm 269.03 269.03 629,796 -0.5 9204.2 2,341 1171
Cây lâu năm 179.35 179.35 673,289 -0.5 7770.3 3,754 1877
Nuôi trồng thủy sản 152.03 152.03 189,121 -0.5 3791.5 1,244 622
Chăn nuôi 10.18 10.18 4,153 -0.5 145.4 408 204
Trong đó:
w* là tổng lượng nước được cầu bởi từng tiểu ngành (10
6

m
3
/năm), được đánh giá
bởi phần mềm CROPWAT; Δw là lượng nước tiêu thụ thực tế của mỗi tiểu ngành ở
mức giá hiện hành (10
6
m
3
/năm) (trong trường hợp này giả sử Δw = w*); TV là tổng
giá trị thặng dư của mỗi tiểu ngành (triệu đồng); ε là độ co giãn của nhu cầu theo giá
nước (trong trường hợp này ε được giả định là hằng số ngang qua tất cả các tiểu
ngành và giá trị của nó được chọn trên cơ sở tham khảo các nghiên cứu trước đây); k
là hằng số của phương trình hàm cầu (w = kp
ε
); AV là giá trị trung bình của nước
(đồng/m
3
) và MB là giá trị biên của nước (đồng/m
3
) đối với đơn vị nước tiêu thụ cuối
cùng w*.
3.1.2. Kết quả dự báo nhu cầu về nước trên lưu vực
Các hàm cầu được thiết lập ở trên được sử dụng để dự báo nhu cầu về nước
của các nhóm đối tượng sử dụng tương ứng vào năm 2020. Kết quả tổng hợp
nhu cầu sử dụng nước toàn vùng vào năm 2020 được thể hiện ở Bảng 3-23.
Theo đó, tổng nhu cầu sử dụng nguồn nước ngọt bình quân cả năm cho các
hoạt động kinh tế – xã hội trên lưu vực vào năm 2020 ước khoảng 2.876,3
triệu m
3
, trong đó nhu cầu tháng cao điểm mùa khô (tháng 3) khoảng 168,53

m
3
/s. Nhu cầu này là khá lớn so với nguồn nước ngọt sẵn có trên các sông
suối, nhất là vào các tháng mùa khô.
Trong số các nhu cầu sử dụng nước có tiêu thụ thì nhu cầu nước tưới chiếm
tỷ lệ cao nhất (37,93%), tiếp đến là nhu cầu sử dụng cho sinh hoạt (32,78%),
12
Bảng 3-23. Tổng hợp nhu cầu dùng nước ở vùng hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai vào năm 2020
Nhu cầu sử dụng nước bình quân hàng tháng (m
3
/s)
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Toàn vùng 100.9 141.8 168.5 125.2 105.8 58.07 83.86 56.61 56.61 56.61 66.34 79.97 2876.33
Sinh hoạt 29.90 29.90 29.90 29.90 29.90 29.90 29.90 29.90 29.90 29.90 29.90 29.90 942.96
Công nghiệp 21.57 21.57 21.57 21.57 21.57 21.57 21.57 21.57 21.57 21.57 21.57 21.57 680.10
Lúa (gộp cả 3 vụ) 31.00 59.61 78.35 48.03 34.40 1.02 19.08 0.00 0.00 0.00 6.81 16.35 763.74
Cây hàng năm 7.97 15.33 20.15 12.35 8.85 0.26 4.91 0.00 0.00 0.00 1.75 4.20 196.39
Câu lâu năm 5.31 10.22 13.43 8.23 5.90 0.18 3.27 0.00 0.00 0.00 1.17 2.80 130.93
Chăn nuôi 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 10.18
Nuôi trồng thủy sản 4.82 4.82 4.82 4.82 4.82 4.82 4.82 4.82 4.82 4.82 4.82 4.82 152.03
Phân bổ nhu cầu sử dụng nước theo các tiểu lưu vực
Lưu vực sông Sài Gòn 42.91 55.30 63.41 50.28 44.38 29.93 37.74 29.48 29.48 29.48 32.43 36.56 1260.56
Lưu vực sông Đồng Nai 26.09 36.26 42.92 32.14 27.30 15.43 21.85 15.07 15.07 15.07 17.49 20.88 746.77
Lưu vực sông Vàm Cỏ 24.01 40.01 50.49 33.54 25.92 7.25 17.34 6.68 6.68 6.68 10.49 15.82 637.68
Lưu vực sông Thị Vải 5.21 6.71 7.69 6.10 5.39 3.65 4.59 3.59 3.59 3.59 3.95 4.45 153.28
Lưu vực sông ven biển 2.67 3.48 4.02 3.15 2.76 1.81 2.32 1.78 1.78 1.78 1.97 2.25 77.95
13
nhu cầu sử dụng trong công nghiệp (23,65%), nuôi trồng thủy sản (5,29%) và
chăn nuôi (0,35%). Về mặt phân bố nhu cầu theo các tiểu lưu vực sông thì
lưu vực sông Sài Gòn chiếm tỷ lệ cao nhất (43,83%), tiếp đến là sông Đồng

Nai (25,96%), sông Vàm Cỏ (21,17%).
a) Phân bố theo ngành sử dụng b) Phân bố theo tiểu lưu vực sông
Hình 3-1. Phân bố nhu cầu sử dụng nước toàn vùng hạ lưu vào năm 2020
3.2. Kết quả đánh giá mức độ thiếu nước và cân đối cung – cầu về nước
3.2.1. Đánh giá khả năng đáp ứng nguồn nước ngọt vào năm 2020
Tiêu chuẩn đánh giá mức độ thiếu hụt nước (tình trạng căng thẳng về nước)
dựa theo chỉ dẫn của UNESCO với 4 cấp độ A, B, C, D như ở Bảng 3-24.
Bảng 3-24. Tiêu chuẩn đánh giá các sức ép đối với nguồn nước
Mức
Mức cầu so với nguồn
cung cấp sẵn có
Sức ép về nước
A Dưới 10% Chưa tạo ra sức ép đáng kể về thiếu hụt nước
B Từ 10 – 20%
Sức ép trung bình. Nước trở thành nhân tố giới hạn sự
phát triển kinh tế – xã hội
C Từ 21 – 40%
Sức ép cao, sự cạnh tranh dùng nước gay gắt. Cần phải
quản lý chặt chẽ nguồn nước cho phát triển kinh tế – xã
hội và bảo vệ các hệ sinh thái nước
D Trên 40%
Sức ép rất nặng nề, khủng hoảng về nước. Sự thiếu hụt
nước vượt quá khả năng tái sinh, phải tìm kiếm nguồn
nước thay thế khác
Nguồn: UNESCO
Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng: xét trên bình diện tổng thể toàn vùng hạ
lưu HTSĐN, lượng nước ngọt bình quân cả năm từ phía thượng lưu đổ về
vào năm 2020 là 587,3 m
3
/s trong khi tổng nhu cầu khai thác nguồn nước mặt

ở hạ lưu bình quân cả năm là 100 m
3
/s. Mức cầu so với nguồn cung cấp sẵn
có trong trường hợp này là 17,03%. Đối chiếu với tiêu chuẩn phân loại của
UNESCO thì bình quân cả năm vùng hạ lưu HTSĐN thuộc mức B (sức ép
trung bình).
14
Cân đối theo từng tháng trong năm thì có 3 tháng thuộc mức B (các tháng VI,
VII, XI), 3 tháng thuộc mức C (các tháng XII, I, V), và đặc biệt là 3 tháng
trọng điểm mùa khô (các tháng II, III, IV) thuộc mức D (mức cầu chiếm trên
40% so với nguồn cung cấp sẵn có). Các tháng còn lại nhìn chung là đủ nước
do trùng với thời kỳ mùa mưa lũ.
3.2.2. Đánh giá mức độ thiếu hụt nguồn nước ngọt vào năm 2020
Kết quả tính toán cân bằng nước ở Bảng 3-26 cho thấy: đến năm 2020 bình
quân toàn vùng hạ lưu sẽ bị thiếu nước vào các tháng 2, 3, 4, 5 với lượng
thiếu hụt tương ứng là 55,9 – 118,1 – 73,8 – 3,3 m
3
/s. Tháng 1 cũng bắt đầu
đạt tới ngưỡng thiếu nước khi lượng dư chỉ còn 7,5 m
3
/s. Mức thiếu hụt nước
khá cao trong các tháng này là do phải để lại lượng nước tối thiểu trong sông
để kìm chế sự xâm nhập mặn, bảo vệ môi trường.
3.3. Tối ưu hóa sự phân bổ nguồn nước cho các nhu cầu sử dụng cạnh tranh
3.3.1. Xác định các kịch bản phân phối nước và điều kiện ràng buộc
Kịch bản 1: Phân phối tối ưu nguồn nước cho 07 nhóm sử dụng chính trên
bình diện chung toàn vùng hạ lưu HTSĐN vào các tháng mùa khô năm 2020.
Kịch bản này được xây dựng nhằm cung cấp thông tin hữu ích cho việc ra
quyết định điều tiết phân phối nước ở cấp vĩ mô toàn vùng do có nhu cầu
“chia sẻ” nguồn nước giữa các tiểu lưu vực với nhau.

Kịch bản 2: Phân phối tối ưu nguồn nước cho 07 nhóm sử dụng trên tiểu lưu
vực sông Sài Gòn vào các tháng mùa khô năm 2020 (kịch bản xem xét).
Kịch bản 3: Phân phối tối ưu nguồn nước cho 07 nhóm sử dụng trên tiểu lưu
vực sông Vàm Cỏ Đông vào các tháng mùa khô 2020 (kịch bản xem xét).
3.3.2. Xác định các thông số tính toán
Các thông số cần tính toán đưa vào mô hình tối ưu hóa gồm có: A
i
, ε
i
, L
i
và P
i
.
Thông số ε
i
được xác định dựa theo kết quả đánh giá các hàm cầu như đã đề
cập ở phần trước. Tỷ lệ thất thoát nước L
i
được giả định là như nhau đối với
mỗi kiểu sử dụng nước và bằng 20%. Thông số A
i
được xác định bằng tính
toán dựa vào quan hệ hàm cầu khi ε
i
đã được xác định và một điểm cầu (p
i
,
q
i

) được xác định. Điểm cầu này có thể được xác định dựa vào kết quả dự báo
nhu cầu dùng nước của mỗi ngành theo qui mô tính toán và thời gian tính
toán và giá nước dự kiến vào năm 2020.
15
Bảng 3-26. Cân đối nguồn nước ngọt (nước mặt) cho toàn vùng hạ lưu vào năm 2020
Chỉ số
Lưu lượng bình quân hàng tháng (m
3
/s)
BQ cả năm
(m
3
/s)
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Tổng lượng nước đến các nút tính
toán có thể khai thác được
360.1 337.5 308.5 305.5 354.7 440.8 579.7 746.4 1524.1 1047.7 625.1 418.1 587.4
Tổng nhu cầu sử dụng nước 100.9 141.8 168.5 125.2 105.8 58.1 83.9 56.6 56.6 56.6 66.3 80.0 91.7
Nhu cầu sử dụng nguồn nước mặt: 92.2 131.9 157.8 115.8 96.9 50.7 75.7 49.3 49.3 49.3 58.7 71.9 83.3
Sinh hoạt (90%) 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9
Công nghiệp (80%) 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3
Lúa cả năm (100%) 31.0 59.6 78.3 48.0 34.4 1.0 19.1 0.0 0.0 0.0 6.8 16.4 24.6
Cây hàng năm (90%) 7.2 13.8 18.1 11.1 8.0 0.2 4.4 0.0 0.0 0.0 1.6 3.8 5.7
Cây lâu năm (90%) 4.8 9.2 12.1 7.4 5.3 0.2 2.9 0.0 0.0 0.0 1.1 2.5 3.8
Chăn nuôi (90%) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
Nuôi trồng thủy sản (100%) 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8
Tỷ lệ hao hụt trên mạng lưới (20%) 18.4 26.4 31.6 23.2 19.4 10.1 15.1 9.9 9.9 9.9 11.7 14.4 16.7
Tổng lượng nước mặt cần khai thác 110.7 158.3 189.4 139.0 116.3 60.8 90.8 59.1 59.1 59.1 70.5 86.3 100.0
Lượng nước hồi lưu về sông: 48.0 50.9 52.8 49.7 48.4 45.0 46.8 44.9 44.9 44.9 45.6 46.6 47.4
Sinh hoạt (90%) 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9

Công nghiệp (80%) 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3
Lúa cả năm (10%) 3.1 6.0 7.8 4.8 3.4 0.1 1.9 0.0 0.0 0.0 0.7 1.6 2.5
Cây hàng năm (0%) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
Cây lâu năm (0%) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
Chăn nuôi (90%) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
Nuôi trồng thủy sản (10%) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
Lượng nước ngọt còn lại trong sông
ở hạ lưu các nút tính toán (min)
297.5 230.1 171.9 216.2 286.7 425.0 535.7 732.2 1509.9 1033.5 600.3 378.4 534.8
Nhu cầu nước cho hệ sinh thái nước
ngọt và dòng chảy môi trường
290.0 290.0 290.0 290.0 290.0 290.0 290.0 290.0 290.0 290.0 290.0 290.0 290.0
Điều kiện ràng buộc về lượng nước
cho phép khai thác tối đa
118.1 98.4 71.3 65.2 113.1 195.8 336.5 501.3 1279.0 802.6 380.7 174.7 344.7
Lượng dư/thiếu hụt so với nhu cầu 7.5 -59.9 -118.1 -73.8 -3.3 135.0 245.7 442.2 1219.9 743.5 310.3 88.4 244.8
16
Bảng 3-27. Các điều kiện ràng buộc của 3 kịch bản phân phối nước năm 2020
Kịch bản Chỉ số đánh giá T2 T3 T4 T5
Kịch bản 1
Tổng lượng nước ngọt có khả năng khai thác
tính đến Biên Hòa, TDM và Gò Dầu Hạ (m
3
/s)
337.5 308.5 305.5 354.7
Tổng lượng dòng chảy tối thiểu trên các sông
cần được duy trì tính gộp từ sau Biên Hòa, Thủ
Dầu Một và Gò Dầu hạ (m
3
/s)

290.0 290.0 290.0 290.0
Tổng lượng nước ngọt được phép khai thác tính
gộp đến 3 nút Biên Hòa, Thủ Dầu Một và Gò
Dầu Hạ (Q* – m
3
/s)
98.4 71.3 65.2 113.1
Kịch bản 2
Tổng lượng nước ngọt có khả năng khai thác
tính đến Thủ Dầu Một (m
3
/s)
50.8 50.0 50.2 49.4
Tổng lượng dòng chảy tối thiểu trên sông Sài
Gòn cần được duy trì để bảo vệ các hệ sinh thái
ngay sau nút Thủ Dầu Một (m
3
/s)
30.0 30.0 30.0 30.0
Tổng lượng nước ngọt được phép khai thác tính
đến nút Thủ Dầu Một (Q* – m
3
/s)
44.07 43.76 43.16 42.01
Kịch bản 3
Tổng lượng nước ngọt có khả năng khai thác
tính đến Gò Dầu Hạ (m
3
/s)
44.1 12.2 13.8 26.1

Tổng lượng dòng chảy tối thiểu trên sông Vàm
Cỏ Đông sau nút Gò Dầu Hạ (m
3
/s)
10.0 10.0 10.0 10.0
Tổng lượng nước ngọt được phép khai thác tính
đến nút Gò Dầu Hạ (Q* – m
3
/s)
41.25 10.22 10.41 22.08
3.3.3. Kết quả tính toán tối ưu hóa
Kết quả tính toán tối ưu hóa sự phân bổ nguồn nước cho các nhóm sử dụng
cạnh tranh trên lưu vực theo 3 kịch bản ở trên được thể hiện ở Bảng 3-29.
Bảng 3-29. Kết quả tối ưu hóa sự phân bổ nguồn nước vào năm 2020
MNB
(đ/m
3
)
Q
SH
(m
3
/s)
Q
CN
(m
3
/s)
Q
LN

(m
3
/s)
Q
CHN
(m
3
/s)
Q
CLN
(m
3
/s)
Q
GS
(m
3
/s)
Q
TS
(m
3
/s)
ΣQ
(m
3
/s)
Q*
(m
3

/s)
Kịch bản 1 (Toàn vùng hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai)
T2 432 26.64 16.57 38.02 8.80 5.48 0.18 2.68 98.38 98.40
T3 3943 24.87 12.69 23.77 5.50 3.22 0.08 1.14 71.27 71.27
T4 2488 25.53 14.02 17.68 4.09 2.41 0.10 1.40 65.24 65.24
T5 63 32.25 20.58 32.91 7.62 5.00 0.27 4.45 103.07 113.07
Kịch bản 2 (Tiểu lưu vực sông Sài Gòn)
T2 1004 23.18 5.03 9.62 2.87 2.47 0.05 0.85 44.07 44.07
T3 1915 22.75 4.67 10.09 3.01 2.54 0.04 0.66 43.76 43.76
T4 669 23.35 5.17 8.72 2.60 2.27 0.06 0.99 43.16 43.16
T5 280 23.56 5.36 7.51 2.24 2.02 0.07 1.26 42.01 42.01
Kịch bản 3 (Tiểu lưu vực sông Vàm Cỏ)
T2 55 1.44 4.89 29.33 4.77 0.52 0.03 0.26 41.25 41.25
T3 13800 0.97 1.88 6.22 1.01 0.09 0.00 0.03 10.22 10.22
T4 5990 1.07 2.64 5.64 0.92 0.09 0.01 0.05 10.41 10.41
T5 100 1.20 4.02 12.43 2.02 0.21 0.02 0.18 20.08 22.08
17
Ở các mức phân bổ như trên, lợi ích ròng biên (MNB) của tất cả các nhóm
đều bằng nhau và như vậy sẽ đạt được hiệu quả kinh tế cao nhất cho toàn xã
hội (tối ưu Pareto). Kết quả cũng cho thấy rằng: trong điều kiện phân bổ tối
ưu, lượng nước phân bổ cho các ngành nhìn chung không đáp ứng đầy đủ
nhu cầu dùng nước của mỗi ngành trong các tháng 2, 3, 4 và 5 (Bảng 3-30).
Bảng 3-30. Mức độ đáp ứng nhu cầu nước của từng ngành theo Kịch bản 1
Nhóm đối tượng sử
dụng nước
Tỷ lệ đáp ứng nhu cầu nước của từng nhóm (%) theo sự phân bố tối ưu
Tháng 2 Tháng 3 Tháng 4 Tháng 5
Sinh hoạt 99.01 92.41 94.87 99.85
Công nghiệp 96.05 73.57 81.26 99.40
Lúa (gộp cả 3 vụ) 63.79 30.34 36.81 79.70

Cây hàng năm 63.79 30.34 36.81 79.70
Câu lâu năm 59.61 26.61 32.55 78.43
Chăn nuôi 62.14 28.79 35.05 79.22
Nuôi trồng thủy sản 55.70 23.67 29.12 77.02
3.4. Chi phí và thu hồi chi phí đối với một số dịch vụ liên quan đến
nước
3.4.1. Dịch vụ cung cấp nước sạch
Luận án đã áp dụng khuôn khổ phân tích chi phí đầy đủ đối với các dịch vụ
nước để đánh giá cho trường hợp nhà máy nước Tân Hiệp ở TPHCM. Kết
quả đánh giá được thể hiện ở Hình 3-5.
Hình 3-1. Đánh giá chi phí đầy đủ của việc cung cấp nước sạch đối với Nhà máy nước
Tân Hiệp (theo giá thực tế năm 2011)
Các ngoại tác về kinh tế do ô nhiễm nước
Các ngoại tác về môi trường
Chi phí quản lý và các chi phí ẩn khác
Chi phí vốn vay đối với vốn lưu động
Chi phí thay thế mới
Chi phí đầu tư ban đầu (thu hồi vốn)
Chi phí vận hành và bảo trì, sửa chữa
Chi phí môi trường
= 5.800 đ/m
3
(tối thiểu)
Chi phí tài nguyên
(bình quân mùa khô)
Chi phí sản xuất nước
sạch = 4.025 đ/m
3

CHI PHÍ ĐẦY ĐỦ

= 13.097 đồng/m
3

Chi phí cơ hội của việc sử dụng nước
= 1.897 đ/m
3
= 1.134 đ/m
3
= 592 đ/m
3
= 117 đ/m
3
= 285 đ/m
3
Chi phí duy tu mạng lưới phân phối
Chi phí do thất thoát nước
= 1.610 đ/m
3
= 432 đ/m
3
= 1.230 đ/m
3
Chi phí phân phối nước
= 2.042 đ/m
3
(tối thiểu)
18
Trong nghiên cứu này, các chi phí cung cấp nước sạch (sản xuất và phân
phối) được đánh giá dựa trên các số liệu khảo sát thực tế ở nhà máy nước
trong năm 2011. Chi phí cơ hội được đánh giá bằng giá trị ròng biên của

nước sông Sài Gòn trung bình trong 4 tháng mùa khô là 1.230 đồng/m
3
. Các
ngoại tác môi trường và kinh tế trong trường hợp này được tính toán theo
cách tiếp cận chi phí phòng tránh thiệt hại, bằng với chi phí biên trung bình
của việc và xử lý 1 m
3
nước thải.
Như vậy, chi phí đầy đủ của việc cung cấp nước đối với nhà máy nước Tân
Hiệp được đánh giá ở mức tối thiểu vào khoảng 13.097 đồng/m
3
(theo giá
thực tế năm 2011). Thực tế hiện nay chỉ mới một phần của chi phí đầy đủ
này được thu hồi (chủ yếu là các chi phí tài chính của việc cung cấp), nhiều
thành phần chi phí còn lại vẫn còn bỏ ngõ, đặc biệt là các chi phí cơ hội và
các ngoại tác môi trường (xem Bảng 3-31).
Bảng 3-31. Đánh giá mức độ thu hồi chi phí đối với dịch vụ cấp nước ở TPHCM
TT Loại chi phí
Chi phí được
đánh giá
Mức độ thu hồi chi phí năm 2011
1
Chi phí cung cấp nước
sạch (sản xuất và phân
phối nước)
6.067 đ/m
3
(tối thiểu)
Khoảng 60% lượng nước sạch được sản xuất ra
với mức giá thu hồi từ 4.400 ÷ 13.500 đồng/m

3
(bình quân là 7.070 đồng/m
3
), tương đương
4.242 đồng/m
3
2 Chi phí cơ hội
1.230 đ/m
3
(trung bình)
0
3
Các ngoại tác môi
trường và kinh tế
5.800 đ/m
3
(tối thiểu)
Thu phí BMVT đối với nước thải với mức thu
bằng 10% giá nước sinh hoạt (bình quân
khoảng 707 đ/m
3
)
3.4.2. Dịch vụ thu gom và xử lý nước thải trong KCN
KCN Hiệp Phước (TPHCM) được lựa chọn như một trường hợp điển hình để
minh họa cho việc đánh giá chi phí và thu hồi chi phí đối với dịch vụ thu
gom và xử lý nước thải công nghiệp. Dựa trên các dữ liệu thu thập được tại
nhà máy xử lý nước thải tập trung của KCN, bằng các phép tính toán khác
nhau, Luận án đã đánh giá chi phí biên đầy đủ của 1 m
3
nước thải là 8.455

đồng/m
3
(theo giá thực tế năm 2011).
So với mức độ thu hồi chi phí bình quân cho 1 m
3
nước trong KCN là 13.880
đồng/m
3
(theo giá thực tế năm 2011), nhà đầu tư thu được khoản lợi nhuận
trước thuế khoảng 5.425 đồng/m
3
.
19
3.5. Đánh giá thiệt hại về môi trường và kinh tế do ô nhiễm nguồn
nước: Trường hợp lưu vực sông Thị Vải
Lưu vực sông Thị Vải được chọn như là một trường hợp điển hình để minh
họa cho việc đánh giá thiệt hại về môi trường và kinh tế do ô nhiễm nguồn
nước kéo dài trong suốt khoảng thời gian từ 1995 – 2008 (14 năm).
Căn cứ vào các dữ liệu quan trắc nhiều năm trên lưu vực sông Thị Vải
(1991-2010), Luận án đã tiến hành xây dựng bản đồ phân vùng ô nhiễm trên
lưu vực theo 3 cấp độ: ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng (Vùng I), ô nhiễm
nghiêm trọng (Vùng II) và ô nhiễm (Vùng III). Sau đó chồng lớp bản đồ
phân vùng ô nhiễm này lên các bản đồ hiện trạng sử dụng đất của các địa
phương trên lưu vực để xác định các diện tích nuôi trồng và đánh bắt thủy
sản bị thiệt hại tương ứng với từng cấp độ ô nhiễm.
Dựa vào các số liệu điều tra khảo sát thực tế về chi phí và thu nhập bình
quân mỗi hecta diện tích nuôi trồng thủy sản các loại trong từng vùng trong
trường hợp không bị ô nhiễm và bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm, có thể đánh giá
mức độ thiệt hại bình quân mỗi năm trên mỗi đơn vị diện tích đất nuôi trồng
thủy sản, từ đó tính ra được tổng mức thiệt hại tích lũy trong suốt 14 năm.

Bảng 3-37. Tổng hợp giá trị thiệt hại về kinh tế ở lưu vực sông Thị Vải
Đối tượng bị thiệt hại ĐVT Vùng I Vùng II Vùng III
1. Nuôi thâm canh
Thiệt hại trực tiếp:
Bình quân mỗi ha triệu đồng 300 215,62 67,97
Diện tích nuôi bị thiệt hại ha 263,52 412,16 920,00
Tổng thiệt hại trực tiếp tỷ đồng 79,06 88,87 62,53
Thiệt hại gián tiếp:
Bình quân mỗi ha/vụ triệu đồng 250 250 250
Số vụ nuôi bình quân/năm vụ/năm 2 2 2
Số năm bị thiệt hại năm 13 13 13
Diện tích nuôi bị thiệt hại ha 263,52 412,16 920,00
Tổng thiệt hại gián tiếp tỷ đồng 1712,88 2679,04 5980
2. Nuôi quãng canh
Thiệt hại trực tiếp:
Bình quân mỗi ha/tháng đồng 3.488.000 3.139.200 2.092.800
Số năm bị thiệt hại năm 14 14 14
Diện tích nuôi bị thiệt hại ha 1054,08 1648,64 3680,00
Tổng thiệt hại trực tiếp tỷ đồng 617,67 869,47 1293,85
3. Đánh bắt tự nhiên
Tổng thiệt hại trực tiếp: Tỷ đồng 62,35 16,11 48,61
Tổng cộng tỷ đồng 2471,96 3653,49 7385,0
20
Chương 4
ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ
DỤNG VÀ BẢO VỆ NGUỒN NƯỚC VÙNG HẠ LƯU HTSĐN
4.1. Định giá tài nguyên nước
Kết quả nghiên cứu ở Chương 3 đã xác định được sự cân bằng lợi ích ròng ở
biên đối với 7 nhóm sử dụng nước chính ở vùng hạ lưu HTSĐN tương ứng
với các kịch bản sử dụng nước khác nhau trong những khoảng thời gian khác

nhau. Đây là cơ sở quan trọng cho việc định giá tài nguyên nước: giá nước
thô tại từng thời điểm sử dụng bằng với lợi ích ròng biên cân bằng của tất
cả các nhóm sử dụng nước khác nhau.
Phương án tính giá nước thô được đề xuất cho toàn vùng hạ lưu HTSĐN vào
năm 2020 dựa trên kết quả tính toán ở Chương 3 cụ thể như sau:
Tháng 1: 120 đồng/m
3
(dự phòng rủi ro do biến đổi khí hậu)
Tháng 2: 432 đồng/m
3
Tháng 3: 3.943 đồng/m
3
Tháng 4: 2.488 đồng/m
3
Tháng 5: 63 đồng/m
3

Các tháng còn lại giá nước bằng không. Các mức giá đề xuất ở trên là giá so
sánh với giá thực tế năm 2011, chưa tính đến sự trượt giá của đồng tiền từ
nay đến năm 2020.
4.2. Phân phối hợp lý nguồn nước
Dựa vào kết quả mô hình tối ưu hóa, các lưu lượng phân bổ tối ưu cho từng
ngành đã được xác định cho các tháng mùa khô năm 2020. Đây là cơ sở khoa
học quan trọng cho việc ra các quyết định về việc phân chia nguồn nước
khan hiếm cho các nhu cầu sử dụng cạnh tranh trên lưu vực. Bất kỳ sự phân
bổ nào khác với mức tối ưu xã hội đã được xác định ở trên đều đưa tới những
sự tổn thất ròng cho toàn xã hội.
Tuy nhiên, hiệu quả kinh tế không phải là tiêu chí duy nhất để đưa ra các
quyết định về mặt phân chia nguồn nước mà phải cân nhắc đến các tiêu chí
khác như tiến bộ xã hội và tính bền vững về môi trường tự nhiên. Bất chấp

giá cả và sự khan hiếm nguồn nước thế nào đi nữa thì nhu cầu nước cho sinh
hoạt vẫn luôn được ưu tiên đáp ứng đầy đủ trước nhất.
21
Theo tiêu chí ưu tiên này thì việc phân bổ tối ưu vẫn có thể thực hiện được
bằng cách xác định các ràng buộc mới sau khi ưu tiên phân bổ đủ nước cho
nhu cầu sinh hoạt và chạy lại các kịch bản tính toán. Ở đây chỉ phân tích một
trường hợp minh họa là thiết lập các điều kiện phân bổ tối ưu mới cho kịch
bản 1 vào tháng 3/2020. Khi đó giả sử tổng nhu cầu sử dụng nước cho sinh
hoạt được ưu tiên đáp ứng đủ 26,91 m
3
/s, lúc này lượng nước cho phép khai
thác tối đa của các ngành còn lại chỉ có 44,36 m
3
/s so với tổng nhu cầu là
157,11 m
3
/s. Bằng cách chạy lại mô hình tối ưu hóa sau khi đã loại bỏ thành
phần nước sinh hoạt (Q
SH
) ra, có thể xác định được điều kiện phân phối tối
ưu mới như ở Bảng 4-1.
Bảng 4-1. So sánh sự phân bổ tối ưu và tối ưu sau điều chỉnh của kịch bản phân
phối nước toàn vùng hạ lưu vào tháng 3/2020
MNB
(đ/m
3
)
Q
SH
(m

3
/s)
Q
CN
(m
3
/s)
Q
LN
(m
3
/s)
Q
CHN
(m
3
/s)
Q
CLN
(m
3
/s)
Q
GS
(m
3
/s)
Q
TS
(m

3
/s)
ΣQ
(m
3
/s)
Q*
(m
3
/s)
Tối
ưu
(*)
3943 24.87 12.69 23.77 5.50 3.22 0.08 1.14 71.27 71.27
Điều
chỉnh
4424 26.91 12.31 22.60 5.23 3.05 0.08 1.08 71.27 71.27
Thay
đổi
481 2.04 -0.38 -1.17 -0.27 -0.17 0 -0.06 0 0
(*) Điều kiện tối ưu đã được thiết lập trước đây.
4.3. Quản lý nhu cầu về nước
Kết quả nghiên cứu ở Chương 3 cho thấy độ co giãn của nhu cầu nước sinh
hoạt theo giá trung bình (giá của block thứ 2) là –0.304 và theo giá ở biên là
–0.252, như vậy nếu tăng giá nước trung bình lên 10% sẽ giảm lượng nước
tiêu thụ trong sinh hoạt xuống 3.04% và khi tăng giá nước ở biên lên 10% sẽ
giảm lượng nước tiêu thụ xuống 2.52% (giả sử mọi yếu tố khác không thay
đổi). Nhu cầu nước trong công nghiệp và nông nghiệp có thể co giãn mạnh
hơn theo giá nước, tương ứng là –0.758 và –0.5.
Hiện nay cơ cấu giá lũy tiến này đã được áp dụng khá phổ biến đối với nước

sinh hoạt tại hầu hết các tỉnh, thành phố. Tuy nhiên giá nước sạch phục vụ
cho công nghiệp, kinh doanh và dịch vụ vẫn còn mang tính cào bằng (ngang
giá), bất chấp sử dụng nhiều hay ít. Cơ chế định giá cào bằng này rõ ràng là
không khuyến khích tiết kiệm nước, nhất là trong công nghiệp và dịch vụ
nhà hàng, khách sạn,…; cần được cải tiến trong tương lai.
22
Ngoài ra Luận án còn đề xuất các biện pháp khác như: Kiểm soát ô nhiễm do
nước thải, Định giá nước và thu hồi chi phí đối với các dịch vụ nước.
KẾT LUẬN
Từ các kết quả nghiên cứu của Luận án có thể rút ra một số kết luận như sau:
1. Nguồn nước ngọt có khả năng khai thác sử dụng ở
vùng hạ lưu HTSĐN không đủ đáp ứng đồng thời tất cả nhu cầu dùng
nước của các ngành trên lưu vực trong các tháng mùa khô tính đến năm
2020. Tính chung cho toàn vùng, lượng nước thiếu hụt trong các tháng II,
III, IV và V tương ứng là 55,9 – 118,1 – 73,8 – 3,3 m
3
/s. Tháng I cũng bắt
đầu đạt tới ngưỡng thiếu nước khi lượng dư chỉ còn 7,5 m
3
/s. Đối với tiểu
lưu vực sông Sài Gòn, lượng nước thiếu hụt trong tháng III đến 26,7 m
3
/s.
Đối với tiểu lưu vực sông Vàm Cỏ Đông, lượng nước thiếu hụt trong
tháng III lên đến 45,8 m
3
/s, chủ yếu do nhu cầu nước tưới tăng cao và quy
hoạch phát triển công nghiệp của tỉnh Long An. Sự khan hiếm nguồn
nước ngọt càng trầm trọng hơn khi kết hợp với ô nhiễm và xâm nhập mặn.
Do vậy cần thiết phải có những giải pháp mang tính chiến lược để định

hướng cho việc khai thác sử dụng hiệu quả và bảo vệ nguồn nước quý giá
ở vùng này.
2. Để phân phối nguồn nước hiệu quả trong các tháng
mùa khô, Luận án đã xây dựng và áp dụng mô hình phân phối tối ưu
nguồn nước với các điều kiện ràng buộc về mặt thủy văn để tính toán cho
3 kịch bản phân phối tối ưu vào năm 2020. Đặc biệt mô hình này được
xây dựng dựa trên nguyên tắc cân bằng lợi ích ròng ở biên của các ngành
dùng nước và nhờ đó cho phép xác định được giá trị biên của nước thô
theo các mức độ thiếu hụt nước khác nhau, làm cơ sở cho việc tính giá tài
nguyên nước. Kết quả tối ưu hóa đã xác định được lưu lượng khai thác tối
ưu trong 4 tháng mùa khô đối với 7 nhóm ngành sử dụng nước chính: sinh
hoạt, công nghiệp, trồng lúa, trồng cây hàng năm, trồng cây lâu năm, chăn
nuôi và nuôi trồng thủy sản. Trong điều kiện phân bổ tối ưu, lượng nước
phân bổ cho các ngành nhìn chung không đáp ứng đầy đủ nhu cầu dùng
nước của mỗi ngành.
3. Giá nước hiện tại chưa phản ảnh đúng giá trị khan
hiếm của tài nguyên nước và cơ cấu giá nước còn mang tính “cào bằng”
đối với các nhu cầu sử dụng trong công nghiệp, kinh doanh – dịch vụ và
khối cơ quan hành chính, do vậy chưa có tác dụng khuyến khích tiết kiệm
và bảo tồn nước.
23
4. Trên quan điểm xem nước là một hàng hóa có giá trị
kinh tế giống như các hàng hóa kinh tế khác, các chi phí liên quan đến
việc cung cấp nước cần phải được thu hồi đầy đủ. Luận án đã nghiên cứu
và đề xuất một khuôn khổ chung để định giá chi phí đầy đủ của các dịch
vụ cung cấp nước và đã áp dụng thử nghiệm để tính toán chi phí đầy đủ
của việc cung cấp nước sạch tại nhà máy nước Tân Hiệp. Kết quả tính
toán cho thấy chi phí biên đầy đủ của 1 m
3
nước sạch trong trường hợp

này lên đến 13.097 đồng/m
3
, trong khi đó mức độ thu hồi chi phí bình
quân chỉ đạt 4.242 đồng/m
3
. Tương tự như thế, chi phí và thu hồi chi phí
đối với dịch vụ thu gom và xử lý nước thải trong KCN cũng đã được tính
toán cho trường hợp điển hình là KCN Hiệp Phước. Kết quả cho thấy việc
đầu tư xử lý nước thải cho các KCN không chỉ đáp ứng được các yêu cầu
bảo vệ môi trường theo quy định của pháp luật mà còn có khả năng sinh
lợi.
5. Luận án đã áp dụng cách tiếp cận chi phí trực tiếp để
định giá thiệt hại về kinh tế và môi trường do ô nhiễm nguồn nước với
trường hợp nghiên cứu điển hình tại lưu vực sông Thị Vải. Kết quả cho
thấy cái giá phải trả cho sự ô nhiễm môi trường là rất rất lớn một khi được
đánh giá đầy đủ và cho thấy tầm quan trọng của việc kiểm soát ô nhiễm
do nước thải.
6. Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu có được, Luận án
đã đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả khai thác sử dụng và bảo
vệ nguồn nước vùng hạ lưu HTSĐN, tập trung vào 5 vấn đề chính: (i)
định giá tài nguyên nước, (ii) phân phối hiệu quả nguồn nước, (iii) quản lý
nhu cầu về nước, (iv) kiểm soát ô nhiễm do nước thải, và (v) định giá
nước cấp và thu hồi chi phí đối với các dịch vụ ngành nước. Các giải pháp
đề xuất dựa trên các kết quả nghiên cứu có cơ sở khoa học và thực tế nên
có tính khả thi cao.
7. Các vấn đề chính liên quan đến kinh tế môi trường
trong quản lý tổng hợp lưu vực sông đã được Luận án giải quyết một cách
cơ bản và xuyên suốt thông qua trường hợp điển hình ở vùng hạ lưu
HTSĐN.
8. Mô hình tối ưu hóa sự phân phối tài nguyên nước

khan hiếm được xây dựng và áp dụng thành công trong nghiên cứu này có
thể được áp dụng tương tự đối với các lưu vực sông khác.
Những hạn chế của Luận án:
− Chưa xem xét thấu đáo tiềm năng của nguồn
nước ngầm trong lưu vực và khả năng khai thác sử dụng nguồn nước
24
ngầm này cho các nhu cầu sử dụng khác nhau. Các tỷ lệ % sử dụng
nước ngầm so với nước mặt đối với từng nhu cầu dùng nước chỉ là con
số ước tính.
− Các yếu tố ảnh hưởng lớn đến nguồn cung cấp
nước ở lưu vực như biến đổi khí hậu chưa được đánh giá đầy đủ. Các
số liệu tính toán lượng nước ngọt từ phía thượng nguồn đổ về vùng hạ
lưu HTSĐN là kế thừa từ các dự án khác./.
25