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 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.