Le bassin versant comporte deux nappes d’eau souterraines, identifiées comme « masses d’eau souterraines » au titre de la DCE (Directive Cadre sur l’Eau).
Située en aval du bassin, c’est une nappe d’eau contenue dans des formations sédimentaires tertiaires. Sa capacité de stockage est élevée, et elle est largement exploitée pour l’irrigation agricole (maïs, légumes de plein champ, maraîchage…).
Dans sa portion nord-ouest, son sens d’écoulement est vers le lac et elle contribue donc à soutenir le niveau de celui-ci en période de basses eaux. Dans sa portion sud-est, elle soutient le débit de l’Ognon. Le comportement de cette nappe dans sa partie nord-ouest est suivi sur le plan quantitatif et qualitatif au moyen de 3 piézomètres installés par le Conseil Général de Loire-Atlantique.
Par ailleurs, sous le lac, existent des nappes captives fossiles, riches en fer, matières organiques et ammoniaque.
Elle est située dans la partie amont du bassin, dans les failles et les zones d’altération du socle cristallin (schistes, granite, micaschistes).
Il ne s’agit pas d’une nappe homogène, mais d’une grande quantité de petites nappes plus ou moins indépendantes.