O presente artigo trata o modelo geotécnico empregue nas análises tensão-deformação das obras de escavação profunda para a execução dos reservatórios “Nado 1” e “Vilarinho 2” inseridos no sistema de controle de cheias da cidade de Belo Horizonte, Minas Gerais. O cenário geológico nas áreas de influência dos referidos reservatórios caracteriza-se pela presença de depósitos recentes de origem antrópica, aluvionar e coluvionar que recobrem a unidade litoestatigráfica “Complexo Belo Horizonte”, composta por uma formação rochosa de gnaisse, com vários estados de alteração. Neste enquadramento foram efetuadas campanhas de sondagens, bem como de ensaios in situ de palheta, PMT, DMT e de permeabilidade. Foi ainda executada prospecção geofísica, em particular, ensaios do tipo crosshole e o levantamento de perfis MASW. Em complemento, foram executados ensaios laboratoriais de caracterização e de resistência ao corte em solos. A análise conjunta desta informação permitiu a elaboração de dois modelos geológicos e geotécnicos tridimensionais, incluindo parametrização geomecânica, que serviram de base aos projetos de ambos os reservatórios, e que serão posteriormente ajustados tendo por base a informação coletada durante a fase de obra, em particular, pelas retroanálises a desenvolver com base nos resultados do monitoramento previsto.