Der Grundwasserspiegel ist eine unterirdische Grenze zwischen der Bodenoberfläche und dem Bereich, in dem das Grundwasser Räume zwischen Sedimenten und Rissen im Gestein sättigt. Wasserdruck und atmosphärischer Druck sind an dieser Grenze gleich.
Die Bodenoberfläche über dem Grundwasserspiegel wird als ungesättigte Zone bezeichnet, in der sowohl Sauerstoff als auch Wasser die Zwischenräume zwischen Sedimenten füllen. Die ungesättigte Zone wird aufgrund des Vorhandenseins von Sauerstoff im Boden auch als Belüftungszone bezeichnet. Unter dem Grundwasserspiegel befindet sich die gesättigte Zone, in der Wasser alle Zwischenräume zwischen Sedimenten ausfüllt. Die gesättigte Zone wird am Boden von undurchdringlichem Gestein begrenzt.
Die Form und Höhe des Grundwasserspiegels wird von der darüber liegenden Landoberfläche beeinflusst. es krümmt sich unter Hügeln und fällt unter Tälern ab. Das Grundwasser unterhalb des Grundwasserspiegels stammt aus Niederschlägen, die durch den Oberflächenboden gesickert sind. Quellen entstehen dort, wo der Grundwasserspiegel auf natürliche Weise auf die Landoberfläche trifft, wodurch das Grundwasser von der Oberfläche in einen Bach, Fluss oder See fließt.
Der Grundwasserspiegel kann in verschiedenen Bereichen und sogar innerhalb variieren das gleiche Gebiet. Schwankungen des Grundwasserspiegels werden durch Niederschlagsänderungen zwischen Jahreszeiten und Jahren verursacht. Im späten Winter und Frühling, wenn der Schnee schmilzt und der Niederschlag hoch ist, steigt der Grundwasserspiegel. Es gibt jedoch eine Verzögerung zwischen dem Eindringen von Niederschlag in die gesättigte Zone und dem Anstieg des Grundwasserspiegels. Dies liegt daran, dass es einige Zeit dauert, bis Wasser durch Zwischenräume zwischen Sedimenten tropft, um die gesättigte Zone zu erreichen, obwohl der Prozess durch die Schwerkraft unterstützt wird. Die Bewässerung von Kulturpflanzen kann auch dazu führen, dass der Grundwasserspiegel steigt, wenn überschüssiges Wasser in den Boden eindringt.
Während der Sommermonate neigt der Grundwasserspiegel dazu, zu fallen, was teilweise darauf zurückzuführen ist, dass Pflanzen Wasser von der Bodenoberfläche aufnehmen bevor es den Grundwasserspiegel erreichen kann. Der Grundwasserspiegel wird auch durch die menschliche Grundwassergewinnung mithilfe von Brunnen beeinflusst. Grundwasser wird zum Trinken von Wasser und zur Bewässerung von Ackerland abgepumpt. Die Tiefe des Grundwasserspiegels kann in vorhandenen Brunnen gemessen werden, um die Auswirkungen der Jahreszeit, des Klimas oder der Auswirkungen des Menschen auf das Grundwasser zu bestimmen. Der Grundwasserspiegel kann mithilfe von Messungen aus Brunnen tatsächlich über Regionen hinweg kartiert werden.
Wenn das Wasser nicht auf nachhaltige Weise durch einen Brunnen entnommen wird, kann der Grundwasserspiegel dauerhaft abfallen. Dies beginnt weltweit der Fall zu sein. Einige der größten Grundwasserquellen werden in Indien, China und den Vereinigten Staaten bis zu einem Punkt erschöpft, an dem sie nicht mehr aufgefüllt werden können. Grundwasserverarmung tritt auf, wenn die Grundwasserentnahmegeschwindigkeit durch Brunnen höher ist als die Wiederauffüllungsrate aus Niederschlägen.