Aim: The Tancredo Neves International Airport (TNIA) complex is situated in Brazil's Fidalgo watershed. Since its construction, the TNIA complex has attracted urban development, leading to expansion of the complex and occupation of the surrounding area. However, this area lacks basic infrastructure such as wastewater treatment facilities. This paper had the objectives of calibrating and validating a water quality prediction model and of assessing the capacity of small karstic watersheds to assimilate non-point source pollutant loads; Methods: We used the QUAL2Kw model for modeling the water quality. We performed model calibration for the rainy period then validated the results for the dry period; Results: The model adequately represented the physical, chemical, and hydraulic aspects of the Fidalgo watershed. The pH, EC, TDS, TP, alkalinity and E. coli presented the closest simulation values for the rainy period. For the dry period, the best simulations were obtained for pH, EC, TDS, TP, and alkalinity. We concluded that the calibration and validation periods had similar RMSE values for flow rate, TDS and DOC. The differences were greater for pH, EC, NO 3 , TP, and E. coli. The lowest dissolved oxygen contents obtained during the calibration and validation periods were 5.4 and 4.7 mg.L The conservation of the water resources in this region should therefore consider the adoption of preventive measures such as protecting exposed soils and decreasing the nutrient influx from agricultural and livestock activities.Keywords: water quality, karstic region, modeling, QUAL2Kw, urban pollution.Resumo: Objetivo: O Aeroporto Internacional Tancredo Neves (AITN) está localizado na microbacia do córrego do Fidalgo, Brasil. Desde sua construção, o AITN tem atraído a instalação de indústrias e loteamentos residenciais sem que a região oferecesse condições básicas de infraestrutura. Este trabalho teve por objetivo calibrar e validar modelo de predição da qualidade da água e avaliar a capacidade de assimilação de cargas difusas em microbacia cárstica; Métodos: Utilizou-se o QUAL2Kw para a modelagem da qualidade da água. A calibração do modelo foi realizada no período chuvoso e a validação para o período seco; Resultados: O modelo demonstrou ser capaz de representar com habilidade e flexibilidade os aspectos físicos, químicos e hidráulicos observados na microbacia. Os parâmetros pH, CE, STD, PT, alcalinidade e E. coli apresentaram os melhores ajustes entre as previsões do modelo e os dados observados para o período chuvoso. Para o período seco, os melhores ajustes foram obtidos para pH, EC, TDS, TP e alcalinidade. Os valores de REMQ foram similares entre os períodos para vazão, SDT e OD. As maiores diferenças foram observadas para os parâmetros pH, CE, NO 3