L'Orgeval est un affluent du Grand Morin, principal affluent de la Marne, connu pour avoir contribué aux grandes inondations historiques de Paris au 20ème siècle. Le bassin est situé sur la « Brie laitière ». Depuis les années 1960, les vaches et les pâturages, caractéristiques de la Brie d’autrefois, ont été en grande partie remplacés par les grandes cultures céréalières, après l'installation massive d'un réseau de drainage artificiel (80% de la SAU de l'Orgeval). Le bassin de l’Orgeval, observé depuis 1962 par Irstea, essentiellement agricole (80% agricole, 15% forestier, 5% urbain), compte moins de 13 000 habitants vivant dans de petites villes, villages et hameaux. Sous climat océanique tempéré, aux vents d'ouest dominants, la majeure partie du bassin est constituée d'un plateau relativement plat (alt. 140 m), incisé par les cours d'eau et la rivière du Grand Morin (alt 100m).
Le bassin versant de l'Orgeval, situé sur le plateau briard (calcaires de Brie, Stampien inférieur), est recouvert d'un dépôt limoneux-sableux du quaternaire (plus de 10 cm d'épaisseur), caractérisé par une faible perméabilité, ayant pour conséquence la présence d'une nappe perchée en hiver. Les calcaires de Brie constituent un premier aquifère peu profond (10 à 20 m de profondeur), vulnérable aux pollutions agricoles en raison de l'absence presque totale de protection au toit de la formation. Les calcaires de Brie sont séparés des calcaires de Champigny (Ludien, 20 à 30 m d'épaisseur), qui affleurent sur les flancs de vallées, par des marnes vertes et supra-gypseuses, formation pratiquement imperméable et d'épaisseur variable (8 à 22 cm).