Debido a la alta incertidumbre de las predicciones del modelo, a menudo es un desafío sacar conclusiones definitivas al evaluar la calidad del agua de los ríos en el contexto de las opciones de gestión. El objetivo principal de este estudio es presentar una evaluación estadística del Programa de Simulación Hidrológica FORTRAN (HSPF), que es un sistema de modelado de calidad del agua, y cómo este sistema de modelado puede ser utilizado como una herramienta valiosa para mejorar la planificación del monitoreo y reducir la incertidumbre en las predicciones de calidad del agua. Se presentan los hallazgos de los autores sobre el análisis de sensibilidad del modelo HSPF en relación con las predicciones de calidad del agua. La aplicación del modelo informático se centró en la cuenca del río Ave en Portugal. La calibración de la hidrología se realizó en dos estaciones durante cinco años, desde enero de 1990 hasta diciembre de 1994. Tras la calibración, el modelo de hidrología fue validado durante otro período de cinco años, desde enero de 1995 hasta diciembre de 1999. Se propone un marco de evaluación integral, que incluye una evaluación estadística en dos etapas basada en criterios hidrológicos comúnmente utilizados para la calibración y validación del modelo. Para evaluar a fondo la incertidumbre del modelo y la sensibilidad de los parámetros, se integra un enfoque de evaluación de incertidumbre mediante el método de Monte Carlo, junto con análisis de sensibilidad multiparamétricos. La simulación de Monte Carlo considera las distribuciones de probabilidad de catorce parámetros de calidad del agua del HSPF, que se utilizan como factores de entrada. Los parámetros que tuvieron el mayor impacto en las concentraciones simuladas de coliformes fecales en el río fueron aquellos que representaban la tasa de descomposición de primer orden y el mecanismo de escorrentía superficial, que eliminaron efectivamente el 90 por ciento de los coliformes fecales de la superficie terrestre permeable. Estos parámetros tuvieron una influencia más significativa en comparación con las tasas de acumulación y almacenamiento máximo. En lo que respecta al proceso regulador del oxígeno, los parámetros que mostraron la mayor sensibilidad fueron la demanda de oxígeno bentálico y la tasa de nitrificación/desnitrificación. Las ideas que se pueden derivar de este estudio juegan un papel crítico en el desarrollo de estrategias de gestión del agua robustas, y su importancia radica en su potencial para contribuir al avance de modelos predictivos en el campo de los recursos hídricos.