Sông Ba ở tỉnh Phú Yên được lấy mẫu tại 9 vị trí trong 3 đợt (tháng 4, 8 và 10/2016) để đo/ phân tích 11 thông số chất lượng nước, bao gồm: pH, DO, TSS, độ dẫn điện (EC), BOD₅, COD, N-NO₃^-, N-NH₄⁺, P-PO₄^3-, tổng coliform (TC) và tổng sắt tan (Fe). Chất lượng nước sông Ba được đánh giá dựa vào các thông số riêng biệt (qua so sánh với QCVN 08-MT:2015/BTNMT) và dựa vào Chỉ số chất lượng nước (WQI). Trên cơ sở so sánh 3 mô hình WQI:  mô hình Bhargava cải tiến (WQI_B), mô hình do Tổng cục Môi trường Việt Nam ban hành năm 2011 (WQI_VN) và mô hình của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Mỹ cải tiến (WQI_N) đã lựa chọn được mô hình WQI_B - là mô hình phù hợp - để áp dụng cho sông Ba. Kết quả cho thấy: có 15% giá trị WQI_B đạt loại rất tốt (mức I với WQI_B = 91 - 100), 63% giá trị WQI_B đạt loại tốt (mức II với WQI_B = 76 – 90) và 22% giá trị WQI_B đạt mức trung bình (mức III với WQI_B = 51 – 75). Chất lượng nước đạt loại trung bình chủ yếu ở các vị trí bị tác động của chất thải từ các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và đô thị vùng ven bờ và sự nhiễm mặn ở cuối nguồn. Trên cơ sở WQI_B, đã phân loại và phân vùng chất lượng nước  sông Ba tỉnh Phú Yên cho các mục đích sử dụng khác nhau.