No cálculo da estimativa da disponibilidade hídrica de águas superficiais no Brasil, foi adotada a vazão de restrição dos reservatórios, acrescida do incremental da vazão de estiagem (vazão com permanência de 95%) para os trechos regularizados (quando não se dispunha da informação de vazão de restrição utilizou-se a vazão regularizada pelo sistema de reservatórios com 100% de garantia). Em rios sem regularização, a disponibilidade foi considerada como apenas a vazão (de estiagem) com permanência de 95%.

O balanço hídrico quantitativo é um indicador do nível de comprometimento hídrico. Seu papel é identificar quanto da disponibilidade hídrica está sendo utilizada para atendimento de usos consuntivos. Isso é dado pela razão entre a demanda e a oferta e é apresentado em termos de percentuais de comprometimento. A demanda corresponde ao somatório das estimativas de vazão de retirada para os diversos usos consuntivos setoriais, associadas ao seu local de utilização e sem distinção entre usos superficiais e subterrâneos. Exceção se aplica ao abastecimento urbano, cuja vazão foi associada ao ponto de captação, e apenas a parcela superficial foi contabilizada. A oferta, por sua vez, corresponde a uma vazão de alta garantia, definida como disponibilidade hídrica, e agrega a vazão Q95 e o acréscimo de garantia oferecido pelos reservatórios, de acordo com seu modo de operação. Os dados atuais distribuídos nas microbacias da BHO2017 e nas Unidades de Gestão de Recursos Hídricos (UGRH) foram construídos em 3 cenários de balanço hídrico: o atual, com demandas de 2020; o futuro, com demandas projetadas para 2040, horizonte do PNRH; e um cenário com mudanças climáticas. Nos 3 cenários, o balanço hídrico foi realizado por trecho de rio, classificando-se o nível de comprometimento hídrico dos trechos em: baixo (abaixo de 5%), mediano (5% a 30%), alto (30% a 70%), muito alto (70% a 100%), crítico (acima de 100%) e intermitente (oferta nula). Para o balanço hídrico com mudanças climáticas foi selecionado um cenário potencialmente crítico, embora tão plausível quanto os demais, no qual houve o maior aumento da demanda para irrigação, além da redução da disponibilidade hídrica em parte do País.

A Disponibilidade Hídrica Superficial é uma vazão mínima de referência para fins de gestão e representa a oferta de água a ser considerada no Balanço Hídrico. Esse Balanço Hídrico, por sua vez, consiste exclusivamente na relação entre a oferta de água superficial e a demanda por essa água em diversas atividades humanas, sendo o principal dispositivo de orientação das atividades de gestão dos recursos hídricos. Em regra, a vazão mínima de referência adotada pela ANA está relacionada a uma garantia de 95%. Assim, em trechos de rio ela corresponde à vazão média diária com 95% de permanência, podendo ser a Q95 anual (quando estimada a partir de todo histórico de vazões) ou a Q95 mensal (quando estimada considerando a série de vazões de cada mês do ano) quando aplicável e disponível. Já nos reservatórios de regularização, a referência é o potencial de regularização com 95% de garantia, havendo exceção para os reservatórios ligados ao setor elétrico, onde essa capacidade de regularização não é considerada.

A partir da base de dados de massas d'água, foi calculada a capacidade total de armazenamento de cerca de 3.661 reservatórios, totalizando 630,2 bilhões de m³ no País, 92,7% deste total representado pelos reservatórios para geração de energia hidrelétrica. A maior capacidade de armazenamento de água encontra-se nas UGRHs da bacia do Paraná (Paraná, Iguaçu, Paranapanema, Grande e Paranaíba), Tocantins-Araguaia e São Francisco. Essas UGRHs totalizam mais de 266 bilhões de m³. Em 2020, eram monitorados pela ANA um total de 713 reservatórios, por meio do Sistema de Acompanhamento de Reservatórios (SAR) com o apoio de diversas instituições parceiras.

No intuito de priorizar as ações de gestão nas áreas com comprometimento quantitativo e/ou qualitativo, foi realizado um estudo pela ANA, em 2012, para identificação de corpos de água críticos (principalmente nos rios federais), considerados de especial interesse para a gestão de recursos hídricos. A metodologia utilizada nesse estudo está descrita na Nota Técnica Conjunta ANA nº 02/2012/SPR/SRE, onde os trechos identificados foram classificados em diferentes tipologias. A lista completa dos trechos de especial interesse para a gestão de recursos hídricos, identificados em corpos hídricos de domínio da União segundo o balanço hídrico quali-quantitativo, consta na Portaria da ANA nº 62, de 26 de março de 2013. Um estudo de refinamento de dados nas bacias críticas foi iniciado em 2014 e concluído em 2016. Os objetivos foram refinamento das demandas, da hidrologia e da qualidade da água nessas bacias.

O balanço hídrico é de fundamental importância para o diagnóstico das bacias brasileiras e é realizado por trecho de rio e por microbacia. O balanço hídrico qualitativo considera a capacidade de assimilação das cargas orgânicas domésticas pelos corpos d´água. Para isso, leva-se em conta a carga de esgoto doméstico gerada, considerando a população urbana de cada município (no estudo foi considerado o Censo Demográfico do IBGE de 2008), e desse valor são subtraídos os volumes tratados de esgoto doméstico, segundo dados do Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento - SNIS, complementados com informações do Plano Nacional de Saneamento Básico - PNSB (IBGE, 2008). Quanto à carga orgânica assimilável pelos corpos d'água, a estimativa foi feita considerando-se que todos os rios estivessem enquadrados na classe 2, segundo a Resolução CONAMA nº 357/2005, que determina como limite máximo de DBO (5,20) o valor de 5 mg/l. Para o cálculo do indicador do balanço hídrico qualitativo, multiplicou-se a vazão disponível pelo valor de 5 mg/l e transformou-se os dados para toneladas de DBO (5,20)/dia. O decaimento da carga orgânica no trecho a jusante do lançamento foi estimado como exponencial. Valores superiores a um indicam que a carga orgânica lançada é superior à carga assimilável. Valores inferiores a um indicam que a carga orgânica lançada é inferior à carga assimilável. Desse modo, tem-se uma escala de valores que corresponde à seguinte relação: 0-0,5 (ótima), 0,5-1,0 (boa), 1,0-5,0 (razoável), 5,0-20,0 (ruim) e >20 (péssima).

O balanço hídrico é de fundamental importância para o diagnóstico das bacias brasileiras, e é realizado por trecho de rio e por microbacia. O balanço quantitativo é a relação entre as demandas consuntivas estimadas (vazões de retirada) e a disponibilidade hídrica. Já o balanço qualitativo considera a capacidade de assimilação de cargas orgânicas domésticas pelos corpos d'água. O balanço quali-quantitativo é uma análise integrada da criticidade sob o ponto de vista qualitativo e quantitativo.

A demanda de água corresponde à estimativa da vazão de retirada, ou seja, à água captada destinada a atender os diversos usos consuntivos. Uma parcela dessa água captada é devolvida ao ambiente após o uso, denominada vazão de retorno (obtida a partir da vazão de retirada, multiplicando esta por um coeficiente de retorno característico de cada tipo de uso). A água não devolvida, ou vazão de consumo, é calculada pela diferença entre a vazão de retirada e a vazão de retorno. Os usos consuntivos considerados são: urbano, rural, criação de animais, industrial e irrigação. As demandas foram estimadas, com base em informações secundárias de diversas fontes. Para as diferentes categorias de uso consuntivo da água, o ano de referência dos dados são: para uso industrial, foram usadas as outorgas de uso dos recursos hídricos estaduais e federais até julho de 2014; a demanda animal foi calculada com base nos dados de rebanho por município para o ano de 2013 (SIDRA/IBGE); a demanda humana considerou dados da estimativa populacional do IBGE (ano-base 2013); e a demanda para irrigação foi calculada para o ano-base 2014 utilizando dados dos planos de recursos hídricos (SPR/ANA) e levantamento de pivôs por imagem de satélite (EMBRAPA/ANA), além de taxas anuais de crescimento da área irrigada, calculadas pela Câmara Setorial de Equipamentos de Irrigação da Abimaq (Associação Brasileira da Indústria de Máquinas e Equipamentos).