Đề tài được thực hiện từ tháng 8/2011 đến 7/2013 với 2 mục tiêu chính là đánh giá sức tải môi trường vùng đầm phá Tam Giang-Cầu Hai và đề xuất các giải pháp phát triển bền vững. Để thực hiện được hai mục tiêu này, nhóm tác giả đã tiến hành điều tra khảo sát, thực hiện các thí nghiệm hiện trường tại ba điểm là phá Tam Giang, đầm Sam-Thủy Tú và đầm Cầu Hai vào hai mùa mưa. Sau 2 năm thực hiện, đã có những kết luận về lượng nước thải, chất thải của 5 huyện ven biển đầm phá khá lớn, chiếm trên 80% lượng chất thải đổ vào đầm phá. Các nguồn thải chủ yếu là sinh hoạt của dân cư, khách du lịch và chăn nuôi gia súc, gia cầm. Các nguồn thải công nghiệp và nuôi trồng thủy sản chiếm tỷ trọng nhỏ nhưng nguồn thải nuôi trồng thủy sản là nguồn thải trực tiếp. Tới năm 2020, lượng chất thải này sẽ tăng lên khoảng 1,3 đến 1,4 lần thậm chí gấp đôi. Khả năng trao đổi nước trong đầm phá nhỏ, khoảng 5% ở đầm Cầu Hai, 30% ở Đầm Sam-Thủy Tú và 36% ở phá Tam Giang. Ngoài ra khả năng tự làm sạch của thủy vực còn khá tốt, đặc biệt trong mùa mưa. Tuy nhiên, mức độ phân hủy vật chất hữu cơ kém do mức chất hữu cơ trong nước khá cao so với các khu vực khác.
Theo kết quả tính toán sức tải của thủy vực cho thấy so sánh giữa khả năng tiếp nhận và lượng thải hiện tại thì phá Tam Giang, đầm Sam-Thủy Tú, đầm Cầu Hai đã quá tải với hầu hết các thông số từ 2 đến 5 lần đối với nhóm chất hữu cơ và dinh dưỡng, khả năng nồng độ các chất này vượt tiêu chuẩn môi trường là rất lớn.
Với kết quả này, nhóm thực hiện đề tài đã đề xuất 5 nhóm giải pháp là giảm nguồn phát thải, tăng cường trao đổi nước, ổn định lượng nước trong đầm phá, tăng cường khả năng tự làm sạch của hệ thống đầm phá và một số giải pháp quản lý.