Territoire arrosé par la Seine et ses affluents (la Marne, l'Oise, l'Yonne…), le bassin Seine-Normandie couvre une surface d'environ 100 000 km2, avec une façade maritime longue de 640 km.

Le bassin de la Seine en forme la majeure partie. S'y ajoutent celui de la Basse-Normandie et, au nord, les fleuves côtiers en limite du bassin Artois-Picardie.

Les tracés des rivières dépendent du sous-sol et du relief. Si le tracé est rectiligne, la rivière creusera la roche tendre, formera des méandres dans les fonds de vallées plats et serpentera en fonction de la puissance du flux et de la résistance des berges. Le sol joue le rôle d'un réservoir tampon et d'une plaque tournante entre les précipitations et les écoulements d'eau.

Une partie de l'eau de pluie est retenue et sera restituée à l'atmosphère par évaporation, le reste sera réparti entre le ruissellement et l'alimentation de nappes souterraines. Une soixantaine de plans d'eau artificiels ont été construits en amont de barrages pour permettre la régulation du débit des rivières nourricières d'Ile-de-France.

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