animatie door: Bramer
grondwater is al het water dat door het aardoppervlak is gepenetreerd en wordt aangetroffen in een van de twee bodemlagen. De dichtstbijzijnde oppervlakte is de “zone van beluchting”, waar gaten tussen de bodem worden gevuld met zowel lucht en water. Onder deze laag is de “zone van verzadiging”, waar de gaten worden gevuld met water. De grondwaterspiegel is de grens tussen deze twee lagen. Naarmate de hoeveelheid grondwaterwater toeneemt of afneemt, stijgt of daalt de grondwaterspiegel dienovereenkomstig. Wanneer het hele gebied onder de grond verzadigd is, treedt overstroming op omdat alle daaropvolgende neerslag op het oppervlak moet blijven.
de hoeveelheid water die in de grond kan worden gehouden wordt “porositeit”genoemd. De snelheid waarmee water stroomt door de soilis zijn “permeabiliteit”. Verschillende oppervlakken houden verschillende hoeveelheden water vast en absorberen water in verschillende snelheden. De oppervlaktedoorlaatbaarheid is voor hydrologen van groot belang om te controleren, want naarmate een oppervlak minder doorlaatbaar wordt, blijft er steeds meer water op het oppervlak achter, waardoor de kans op overstroming groter wordt. Overstromingen komen veel voor in de winter en het vroege voorjaar, omdat de bevroren grond geen doorlaatbaarheid heeft, waardoor het meeste regenwater en smeltwater afvloeien.
Water dat de bodem infiltreert, stroomt naar beneden totdat het ondoordringbaar gesteente tegenkomt (in grijs afgebeeld), en reist dan zijdelings. De plaatsen waar het water zijdelings beweegt worden “aquifers”genoemd. Grondwater keert terug naar het oppervlak via deze aquifers (pijlen), die leeglopen in meren, rivieren, en de oceanen. Onder bijzondere omstandigheden kan grondwater zelfs omhoog stromen in geboorde putten. De stroming van het grondwater is veel langzamer dan runoff,met snelheden meestal gemeten in centimeters per dag, meters per jaar, of zelfs centimeters per jaar.