Le département de l’Essonne est traversé par de nombreux cours d’eau d’importances et de tailles diverses. En premier, le fleuve la Seine passe au nord-est du territoire, elle entre par l’est au Coudray-Montceaux et parcourt vingt-quatre kilomètres jusqu’à Vigneux-sur-Seine. Plusieurs de ses affluents parcourent le département, sur la rive droite, l’Yerres parcourt dix-sept kilomètres dans l’Essonne entre Quincy-sous-Sénart et Crosne avant la confluence située dans le département du Val-de-Marne à Villeneuve-Saint-Georges. Sur la rive gauche, l’École fait un court passage au sud-est entre Oncy-sur-École et Soisy-sur-École, la confluence étant située en Seine-et-Marne à Saint-Fargeau-Ponthierry, l’Essonne entre par le sud du département à Boigneville et rejoint le cours du fleuve à Corbeil-Essonnes après un parcours de quarante-quatre kilomètres, l’Orge démarre son tracé essonnien à Dourdan jusqu’à se jeter dans la Seine à Viry-Châtillon et Athis-Mons sur quarante-et-un kilomètres, la Bièvre fait une petite incursion à l’extrême nord-ouest entre Bièvres et Verrières-le-Buisson.
Plusieurs sous-affluents du fleuve sont ensuite répartis sur le territoire. Rejoignant la Bièvre à l’extrême nord, la Sygrie coule depuis le plateau de Vélizy, grossissant la Bièvre par sa rive gauche, au nord-ouest l’Yvette alimentée par la Mérantaise, le Vaularon et le Rouillon trace la vallée de Chevreuse, à l’ouest la Salmouille et la Rémarde alimentée par la Prédecelle descendent du plateau de Limours, sur la rive droite la Renarde descend de la Beauce. Au sud, rejoignant l’Essonne par sa rive gauche coule la Juine, alimentée par la Louette et la Chalouette. À l’extrême nord-est coule enfin le Réveillon qui se jette dans l’Yerres à Yerres.
Plusieurs lacs et étendues d’eau, naturels ou artificiels, sont aussi répartis sur le territoire. En bord de Seine se trouvent le lac de Viry-Châtillon, le lac de Draveil et le lac de Vigneux-sur-Seine. Assurant la régulation et la retenue des eaux, le lac de Saulx-les-Chartreux et les étangs de Saclay constituent aujourd’hui des espaces protégés. Le lac de Vert-le-Petit, le lac de Tigery, l’étang de la Veyssière, l’étang de Trévoix et la fosse Montalbot caractérisent eux aussi le patrimoine hydrique du département.
Enfin, le département est traversé du Sud au Nord par l’aqueduc de la Vanne et du Loing qui est chargé, par son prolongement formé par les aqueducs d’Arcueil et de Cachan et le réservoir de Montsouris, d’alimenter Paris en eau potable. Dans l’Essonne, il démarre son parcours entièrement souterrain à Soisy-sur-École, traverse les communes de Champcueil, Chevannes, Mennecy, Ormoy, Villabé, Lisses, Courcouronnes, Ris-Orangis, Grigny, Viry-Châtillon, Savigny-sur-Orge et Paray-Vieille-Poste où il quitte le territoire départemental en passant sous l’aéroport de Paris-Orly.
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