O uso de ferramentas de modelagem matemática é essencial para se obter uma fórmula eficaz para realizar a gestão integrada dos recursos hídricos superficiais e subterrâneos. Muitas dificuldades encontradas ao se utilizar essas ferramentas se devem ao descompasso no nível de conhecimento do que é possível obter, as necessidades em termos de disponibilidade de dados e as diferenças inerentes no comportamento da água nos diferentes compartimentos do ciclo hidrológico, principalmente ao se considerar as diferentes escalas, visões e abordagens utilizadas nas diferentes disciplinas que compõem a hidrologia. Neste encontro, propõe-se apresentar as premissas, potencialidades e limitações das ferramentas de modelagem matemática hidrogeológica e discutir as possibilidades e implicações da sua conexão com a hidrologia de superfície.