La modelación matemática se ha consolidado como una herramienta útil en la aplicación de diferentes modelos hidrológicos gracias a las bondades que trae el uso de computadores en la aplicación de dichos modelos. El protocolo de modelación matemática conlleva diferentes pasos que llevan a mejorar la estimación de los parámetros de un modelo y a buscar la mejor representación del comportamiento hidrológico de una cuenca, y a conocer la incertidumbre asociada a los parámetros y a los resultados del modelo. A continuación se presentan algunas de las herramientas usadas en modelación matemática en hidrología.
El Coupled Routing and Excess STorage (CREST) es un modelo hidrológico distribuido desarrollado por la Universidad de Oklahoma y la NASA SERVIR. Es un modelo diseñado para simular espacial y temporalmente la variacion de la superficie y la sub-superficie de los flujos de agua y el almacenamiento celda a celda.
HEC-HMS (Hydrologic Engineering Center's Hydrologic Modeling System) es un programa de simulación hidrológica tipo evento, lineal y semidistribuido, desarrollado para estimar las hidrógrafas de salida en una cuenca o varias subcuencas (caudales máximos y tiempos al pico) a partir de condiciones extremas de lluvias, aplicando para ello algunos de los métodos de cálculo de hietogramas de diseño, pérdidas por infiltración, flujo base y conversión en escorrentía directa.
La herramienta computacional IHacres (Identification of unit Hydrograph And Components from Rainfall, Evaporation and Streamflow data) es un modelo mecanístico-conceptual (MMC) desarrollado por el Center of Hydrology and Ecology en el Reino Unido y la Universidad Nacional de Australia. Es un modelo lluvia-escorrentía a escala de cuenca.
El objetivo del software es ayudar al hidrólogo o ingeniero para caracterizar la relación dinámica entre la precipitación y la lluvia-escorrentía.
Es un modelo que simula los flojos hidrológicos del agua (flujo superficial, infiltración, evapotranspiración entre otras) a través de una cuenca hidrográfica. El modelo simula las interacciones entre el agua subterránea y superficial mediante la predicción del movimiento del nivel freático.
VIC (Variable Infiltration Capacity) es un modelo hidrológico semi - distribuido, a macroescala que resuelve completamente balances de agua y energía. La superficie de terreno es modelada como una maya de 1km, plana y uniforme y se ingresa información a nivel diario o sub-diario de variables meteorológicas.
El modelo RORB (Runoff Routing) es un programa de tránsito de escorrentía y caudales, utilizado para calcular hidrógrafas de inundación producidas por precipitaciones y otras entradas a un canal. El programa extrae pérdidas de la precipitación para producir excesos de escorrentía y transitarlas a través de la cuenca para producir la hidrógrafa. Se requiere un archivo de datos para describir las características particulares de la red de drenaje que quiere ser modelada para poder correr el programa.