A estimativa de demandas pelos usos da água em uma bacia hidrográfica é um dos princípios para o planejamento racional de recursos hídricos. No entanto muitos usuários utilizam a água sem o devido registro, o que pode provocar conflitos pela utilização do recurso, levando à intervenção do poder público. O objetivo geral deste estudo é elaborar um modelo conceitual, que integre geotecnologias e análise de dados estatísticos que permita estimar a demanda hídrica em bacias hidrográficas, e verificar possíveis inconsistências entre quantidade de água outorgada e a disponibilidade do recurso. A proposta deste trabalho foi elaborada a partir de duas etapas principais: revisão bibliográfica sobre temas correlatos e o desenvolvimento de um modelo conceitual aplicado aos objetivos propostos. O modelo elaborado utiliza a base hidrográfica ottocodificada como unidade de análise e compreende 4 etapas sequenciais: cálculo da demanda hídrica legal; estimativa da demanda hídrica superficial; cálculo do índice estimado de conflito pelo uso da água e identificação de usos potencialmente irregulares. Os resultados deste trabalho oferecem subsídios para uma gestão eficiente da demanda e disponibilidade de água em bacias hidrográficas, podendo ser utilizado por órgãos públicos no ordenamento e posterior intervenção territorial, auxiliando na análise de outorgas e na racionalização dos recursos para a fiscalização dos usos da água.