Hvordan grunnvann beveger seg i bakken bestemmes generelt av undergrunnens vannførende egenskaper og endring i grunnvannsnivået. Vannet strømmer fra høyere til lavere trykk i de åpne hulrommene mellom kornene i løsmassene eller i sprekkene i fjellet.
Vannførende egenskaper
Vannførende egenskaper (permeabilitet) i løsmasser styres av hvilken type løsmasse det er, sorteringsgrad og hvor hardt løsmassene er pakket sammen. Løst pakket, godt sortert grus og sand har relativt stor kornstørrelse med mange store og sammenhengende hulrom og derfor gode vannførende egenskaper, også kalt høy permeabilitet. Silt og leire har derimot liten kornstørrelse og kornene er gjerne pakket tett sammen noe som gir lav permeabilitet. Usortert materiale vil også gi lav permeabilitet fordi de små jordpartiklene fyller ut hulrommene mellom de store kornene. Permeabiliteten i fjell styres av hovedsakelig av sprekker, med unntak av sandstein og kalkbergarter.
Utstrømnings- og innstrømningsområder
Fordi grunnvannet ved hjelp av tyngdekraft strømmer fra høyere til lavere trykknivå, kan landskapet deles inn i innstrømningsområder og utstrømningsområder. Innstrømning (infiltrasjon) vil skje på åsrygger og flater, mens eksempler på utstrømningsområder er myrer, kilder og vassdrag. Vassdrag kan både mate, og drenere grunnvannet.
Grunnvannsstrømning fra høyere til lavere trykknivå med innstrømnings- og utstrømningsområder. Figur etter Grip og Rodhe, 1988.
Grunnvannets bidrag til vassdrag
I kontakt med vassdragene vil grunnvannet kunne strømme ut og inn av elver og innsjøer. Grunnvann kan mates av elver og innsjøer, og omvendt. Hvilken vei strømningen foregår, vil være avhengig av grunnvannsnivået og vannføringen i vassdragene. I perioder med lite nedbør og overflateavrenning, er grunnvannet den viktigste bidragsyteren til vannføringen i vassdragene. I tørkeperiode med lav vannføring kan elvene bestå av 40-100% grunnvann.
Interaksjon grunnvann og overflatevann. A = elv som drenerer grunnvann, B = elv som mater grunnvann, C = elv som mater grunnvann, men ikke er i direkte kontakt med grunnvannsspeilet. 1 = grunnvannsspeilet; 2 = umettet sone; 3 = mettet sone; 4 = strømningsretning.
Figur USGS, via Wikimedia Commons.
Grunnvannstilsig til vassdragene er positiv for økologien, blant annet for fisk. I områder med betydelig grunnvannstilsig kan laks gyte på steder der vannet normalt ville ha vært for stillestående til at eggene overlever. Tilsiget av grunnvann skaper strømning slik at finstoff ikke legger seg oppå eggene.
Grunnvann har også en stabil temperatur gjennom året. Om vinteren er grunnvannet varmere enn elvevannet. Elver med et stort tilsig av grunnvann vil derfor ha økt produksjon av fisk om vinteren, fordi temperaturen er mer stabil gjennom året.
Grunnvann er også avgjørende for flomrisiko. Er bakken nærmest mettet med grunnvann, øker risikoen for flom ved nedbør og snøsmelting. Bakken klarer da ikke å ta opp alt vannet som kommer.