Animation par: Bramer
L’eau souterraine est toute l’eau qui a pénétré la surface de la terre et se trouve dans l’une des deux couches de sol. La plus proche de la surface est la « zone d’aération », où les espaces entre le sol sont remplis d’air et d’eau. Au-dessous de cette couche se trouve la « zone de saturation », où les espaces sont remplis d’eau. La nappe phréatique est la limite entre ces deux couches. Lorsque la quantité d’eau souterraine augmente ou diminue, la nappe phréatique augmente ou diminue en conséquence. Lorsque toute la zone sous le sol est saturée, des inondations se produisent car toutes les précipitations ultérieures sont obligées de rester à la surface.
La quantité d’eau pouvant être retenue dans le sol est appelée « porosité ». La vitesse à laquelle l’eau traverse le solest sa « perméabilité ». Différentes surfaces contiennent différentes quantités d’eau et absorbent l’eau à des taux différents. La perméabilité de surface est extrêmement importante pour les hydrologues, car à mesure qu’une surface devient moins perméable, une quantité croissante d’eau reste à la surface, créant un plus grand potentiel d’inondation. Les inondations sont très fréquentes en hiver et au début du printemps car le sol gelé n’a pas de perméabilité, ce qui provoque le ruissellement de la plupart des eaux de pluie et de fonte.
L’eau qui s’infiltre dans le sol s’écoule vers le bas jusqu’à ce qu’elle rencontre une roche imperméable (représentée en gris), puis se déplace latéralement. Les endroits où l’eau se déplace latéralement sont appelés « aquifères ». Les eaux souterraines remontent à la surface à travers ces aquifères (flèches), qui se vident dans les lacs, les rivières et les océans. Dans des circonstances particulières, les eaux souterraines peuvent même s’écouler vers le haut dans des puits artésiens. L’écoulement des eaux souterraines est beaucoup plus lent que le ruissellement, avec des vitesses généralement mesurées en centimètres par jour, en mètres par an, voire en centimètres par an.