Việc nghiên cứu phân vùng chức năng nguồn nước phục vụ quy hoạch tổng hợp lưu vực sông, quy hoạch tỉnh làm cơ sở để thực hiện các biện pháp quản lý, bảo vệ nguồn nước đang được quan tâm, đặc biệt đối với các lưu vực sông liên tỉnh, trong đó có lưu vực sông Đồng Nai. Phân vùng chức năng cung cấp nước của đoạn sông được xác định dựa trên việc phân vùng chất lượng nước sông theo mục đích sử dụng. Phân vùng chất lượng nước sông theo mục đích sử dụng là việc phân chia sông thành các đoạn theo giá trị về chất lượng nước theo đặc thù riêng của mỗi đoạn sông nhằm khai thác, sử dụng và bảo vệ một cách có hiệu quả. Theo nghiên cứu của [1] thì tổng giá trị kinh tế của nước bao gồm giá trị sử dụng nước trực tiếp (có tiêu thụ và không có tiêu thụ) cộng với giá trị sử dụng gián tiếp cộng với giá trị cơ hội và giá trị phí sử dụng. Các nghiên cứu [1–4] xác định tổng giá trị kinh tế từ các ngành khai thác sử dụng nước bao gồm nông nghiệp, thủy sản, sinh hoạt, công nghiệp, thủy điện, du lịch để xác định giá trị kinh tế của nước là hàm mục tiêu chính, khai thác sử dụng nước cho môi trường, du lịch là hàm mục tiêu ràng buộc. Nghiên cứu [1] chỉ ra giá trị của nước được chia thành ba nhóm như sau: (1) Thị trường nước hoặc các lợi ích có liên quan đến nước; (2) Coi nước là hàng hóa (sản xuất) trung gian; (3) Coi nước là hàng hóa (tiêu dùng) cuối cùng, được sử dụng trực tiếp bởi người sử dụng.

Các nghiên cứu giá trị của nước từ nhu cầu nước có thể kể đến như sau: coi nước sử dụng cho trồng trọt là hàng hóa sản xuất trung gian [1, 5–8]; bao gồm giá trị kinh tế và giá trị nội tại gồm lợi nhuận thực từ việc sử dụng nước hồi quy; lợi nhuận thực từ việc sử dụng nước gián tiếp [9]; giá trị của nước phụ thuộc vào người sử dụng và cách sử dụng, có tiêu hao và không có tiêu hao [10]; giá trị sử dụng nước cho thủy điện được tính trên chi phí/giá bán điện cho mỗi kwh [3]; giá trị sử dụng nước cho sinh hoạt là hàng hóa tiêu dùng [8, 9]; giá trị sử dụng nước cho công nghiệp dựa vào giá trị sản phẩm công nghiệp [9].

Chi phí cơ hội của nước được sử dụng đảm bảo duy trì sự sống của dòng sông chính là bằng lợi ích dòng sông đem lại bao gồm lợi ích chống lại sự xâm nhập mặn của dòng sông, chống lại ô nhiễm, đem lại mùa màng cho vùng hạ du, lợi ích đem lại do đảm bảo nước cấp cho sinh hoạt, công nghiệp, chống bồi lắng xói lở và suy thoái của lòng sông, cửa sông, duy trì các hoạt động giao thông thủy trên sông. Các chi phí môi trường bao gồm chi phí xử lý nước, chi phí ngăn mặn, và một số chi phí khác. Các chi phí này rất lớn nếu không đảm bảo dòng chảy môi trường. Giá trị của nước sử dụng trong môi trường sinh thái được tính dựa trên trung bình của giá trị ròng tăng thêm trên mỗi đơn vị nước. Giá trị này là tổng giá trị ròng của sản phẩm trên khối lượng nước ngọt sử dụng cho môi trường sinh thái. Nghiên cứu của [12] sử dụng các chỉ số chất lượng nước để phân loại và phân vùng chức năng nguồn nước của sông Ganga.

Các nghiên cứu trong nước liên quan đến phân vùng chức năng nguồn nước có thể kể đến như nghiên cứu [13–14], nghiên cứu này tập trung phân chức năng nguồn nước thành các nhóm: Chức năng cung cấp nước: cho nông nghiệp, sinh hoạt, thủy sản, phát điện, công nghiệp; Chức năng điều hòa: Điều tiết dòng chảy, tiêu thoát nước, tiếp nhận nước thải; Chức năng văn hóa - xã hội: Giải trí, du lịch, tạo môi trường cảnh quan; Chức năng hỗ trợ sinh thái: Cung cấp nguồn dinh dưỡng, phù sa, phục hồi sinh thái, cung cấp nơi cư trú và sinh sản cho các loài thủy sinh. Tuy nhiên, việc nghiên cứu phân vùng chức năng nguồn nước, mục đích sử dụng nước dựa trên lợi ích kinh tế và môi trường chưa được đề cập trong nghiên cứu này. Nghiên cứu của [15] chủ yếu tập trung nghiên cứu giá trị của tài nguyên nước mặt trong phát triển kinh tế - xã hội của Thành phố Hồ Chí Minh, lượng giá kinh tế đối với sử dụng nước cho sinh hoạt, công nghiệp, dịch vụ, tưới, giao thông vận tải thủy và cảnh quan môi trường, làm cơ sở cho việc phân bổ tài nguyên nước. Nghiên cứu của [16] thiết lập mô hình thủy văn - kinh tế phân bổ nước tối ưu lưu vực sông Ba.

Hiện nay các nghiên cứu xác định chức năng cũng như phân vùng chức năng nguồn nước chủ yếu dựa trên phân đoạn sông và hiện trạng cũng như mục đích sử dụng nước mà chưa xem xét kết hợp cả về giá trị lợi ích kinh tế và bảo vệ môi trường của đoạn sông, chưa xem xét đến giá trị kinh tế của nước thay đổi tùy theo đối tượng, thời gian và vị trí sử dụng nước. Ngoài ra, một số giải pháp đề xuất còn định tính mà chưa được định lượng, khiến cho các nhà quản lý khó ra quyết định phù hợp. Thông tin về giá trị kinh tế của nước có thể sẽ rất hữu ích cho việc ra quyết định liên quan đến nhiều khía cạnh của chính sách nước, ví dụ, để đánh giá tính hiệu quả trong việc phát triển và phân bổ tài nguyên nước. Như vậy việc nghiên cứu phân vùng chức năng nguồn nước, mục đích sử dụng nước dựa cần phải dựa trên giá trị lợi ích kinh tế và bảo vệ môi trường nước mặt. Do đó cần sử dụng công nghệ hiện đại, tiên tiến trong phân vùng chức năng nguồn nước, đó là sử dụng mô hình thủy văn - kinh tế - môi trường với quan điểm trọng tâm coi nước có giá trị kinh tế đặc biệt phù hợp trong bối cảnh nguồn nước ngày càng trở nên cạn kiệt và khan hiếm.

Điểm mới trong nghiên cứu là đã ứng dụng thành công mô hình phân tích thứ bậc AHP để lựa chọn bộ tiêu chí tối ưu xác định được chức năng nguồn nước, mục đích sử dụng nước dựa trên giá trị lợi ích kinh tế và bảo vệ môi trường nước mặt đối với từng loại chức năng nguồn nước, theo mục đích sử dụng nước, bảo vệ môi trường để tích hợp các bản đồ, từ đó xây dựng được bản đồ phân vùng chức năng nguồn nước. Bộ tiêu chí được xây dựng là cơ sở phục vụ tốt, mang tính chất định hướng cho công tác quy hoạch tài nguyên nước, áp dụng thử nghiệm cho lưu vực sông Đồng Nai, là một trong những vùng phát triển kinh tế trọng điểm của cả nước.

Qua quá trình nghiên cứu, kết quả cho thấy với cách tiếp cận sử dụng mô hình SWAT kết hợp với phương pháp phân tích thứ bậc AHP, đóng góp ý kiến của các chuyên gia đã xác định được bộ tiêu chí, chỉ số xác định chức năng nguồn nước dựa trên giá trị lợi ích kinh tế và bảo vệ môi trường nước mặt, áp dụng cho lưu vực sông Đồng Nai. Kết quả xác định được chức năng nguồn nước cho 122 đoạn sông với các chức năng cơ bản: (1) Cấp nước cho sinh hoạt; (2) Cấp nước cho thủy điện; (3) Cấp nước cho sản xuất công nghiệp; (4) Cấp nước cho du lịch, dịch vụ; (5) Cấp nước cho sản xuất nông nghiệp. Các chức năng đó được thay đổi tùy theo mục đích sử dụng và giá trị kinh tế nước của từng đoạn sông. Khi nhu cầu thực tiễn trong quy hoạch lưu vực sông cần chi tiết, có thể chia nhỏ hơn với công cụ hỗ trợ trong mô hình SWAT phân chia các tiểu lưu vực, áp dụng bộ tiêu chí nêu trên, có thể phân vùng chức năng nguồn nước một cách chi tiết hơn. Việc áp dụng phương pháp phân tích thứ bậc AHP cho lưu vực.