A gestão da qualidade hídrica nos rios, após evento de rompimento de barragens de resíduos de mineração têm sido de grande importância, principalmente no que concerne à determinação da contaminação e consequente deterioração ambiental. Os vários fatores que afetam os recursos hídricos devem ser governados a favorecer a segurança hídrica da bacia. Este estudo visa avaliar as possíveis ameaças à qualidade da água, na calha do Rio Paraopeba, após o rompimento da barragem de rejeitos da mina Córrego do Feijão, em Brumadinho (MG), através da modelagem de caminho de mínimos quadrados parciais (PLS-PM). Para caracterizar a contaminação e qualidade hídrica, diversas variáveis intervenientes foram coletadas ao longo de 32 pontos na calha do Rio Paraopeba, a favorecer a elaboração de modelos para o período de baixo fluxo dos anos hidrológicos de 2019 e 2020. No modelo de Contaminação Hídrica, a variável latente independente é “Distribuição de Rejeitos” (compreendendo teores de areia grossa e a relação Mn/Al tabulado). As variáveis latentes dependentes são “Contaminação da Água” (compreendendo teores de alumínio total, fósforo dissolvido, nitratos e clorofila-a) e “Deterioração Ambiental” (compreendendo índice de vegetação da diferença normalizada, da mata (NDVI mata ripária) e o médio (NDVI médio)) em um raio de 200m dos pontos de coleta ao longo da calha do rio. Os resultados PLS-PM revelam que 52,6% da “Contaminação da Água” é previsto pela variável independente “Distribuição de Rejeitos”, a qual contribui diretamente na elevação da contaminação da água (β = 0,725). A “deterioração ambiental” aumenta com a contaminação da água (β = 0,723). No modelo de Qualidade Hídrica, a variável latente independente é “Distribuição de Rejeitos” (compreendendo areia grossa, muito fina e manganês). As variáveis latentes dependentes são “Qualidade da Água” (compreendendo manganês dissolvido, cálcio total e distância) e “Deterioração Ambiental” (compreendendo índice NDVI médio e Mn/Al tabulado). Assim, mostra-se que 92% da “Deterioração Ambiental” é predita pela “Qualidade da Água”, na qual a deterioração é inversamente proporcional à qualidade (β =-0,959). Este estudo possibilitou identificar e quantificar as variáveis intervenientes na contaminação, qualidade hídrica e consequente deterioração ambiental, sendo um método promissor a facilitar o diagnóstico visando a adequação ambiental, a favorecer a manutenção da segurança hídrica.