Нужен ArcGIS + Spatial Analyst. (Насколько это для Вас бесплатно - Вам решать).
Сначала почитать и выполнить примеры:
http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html#/An_overview_of_the_Hydrology_tools/009z0000004w000000/
Далее последовательность примерно такая:
1. Нужна гидрологически корректная модель поверхности (topo to raster).
2. Желательно построить по этой модели "потоки" (Flow Accumulation), чтобы видеть куда будет с поверхности стекать вода.
2. Команда Fill заливает "ямы" в поверхности, до такого уровня, чтобы из "ямы" вытекала вода
3. Разница между исходной поверхностью и "залитой" даст потенциальные "зоны затопления".
4. На пути "потока" в исходной модели можно построить "плотину" определенной высоты.
5. Опять залить поверхность и вычесть из исходной - будут новые "зоны" затопления.