A produção de alimentos é uma necessidade mundial. impulsiona o setor do agronegócio e exige aumento constante da produção agrícola, promovendo o consumo crescente da água e, consequentemente, o deficit hídrico e a poluição das águas por sedimento, fósforo (p) e nitrogênio (n) em zonas rurais. neste estudo avalia-se, em escala regional, o balanço hídrico com base no consumo de água por propriedade rural no estado de santa catarina. em escala de bacia hidrográfica se estudou a poluição difusa de sedimento, n e p. e, em escala de sub-bacia, se analisou o risco das águas superficiais na bacia do lajeado dos fragosos (blf), no município de concórdia. para desenvolver o presente estudo utilizou-se o sistema de informações geográficas (sig), análises espaciais (arcgis, idrisi), modelagem numérica (swat), dados das propriedades rurais e monitoramento da quantidade e qualidade da água. a região no extremo sul do estado apresentou o maior deficit hídrico. na região oeste do estado, embora não indique deficit, a demanda animal supera em dobro a demanda de água necessária ao consumo humano. os valores de nash para calibrar vazão e sedimento foram, respectivamente, de 0,74 e 0,49. os resultados médios de nash entre calibração e validação para os anos de 2010 e 2011 de fósforo (p) e nitrogênio (n) totais foram, respectivamente, de 0,77 e 0,76. a carga de sedimento na blf em 2010 e 2011 foi de 0,94 e 1,10 ton·ha-1 e as vazões máximas de 26,87 e 16,7 m3·s-1. o uso do solo misto mostrou resposta sincronizada entre o escoamento e as chuvas intensas nas quatro estações do ano. a perda anual de p, em geral, é maior nas vazões de cheia. em contrapartida, o volume de n exportado da blf foi maior na vazão de base. as concentrações de p e n durante 2004 e 2011, comparadas aos padrões estabelecidos nas resoluções conama no 357/2005, indicaram que o p está bem acima dos padrões da legislação, enquanto o n apresenta valores aceitáveis. o modelo de risco mostrou-se adequado para identificar áreas de perda de p decorrente da aplicação de dejeto suíno no solo. constatou-se que as sub-bacias situadas na região central da blf apresentaram os maiores índices de risco à perda difusa de p.