Većina svjetske vode je slana voda koja se uglavnom nalazi u oceanima koji prekrivaju zemlju. Samo oko 2,5 posto ukupne globalne vode čini slatka voda. Slatka voda nalazi se u ledenjacima i ledenim kapama, a oko 30 posto čine podzemne vode, što uključuje jezera i rijeke. Podzemne vode javljaju se gotovo svuda gdje je kopno - od močvara do stjenovitih terena. Kad podzemna voda ispuni sve pore u tlu ili stijeni, kaže se da je tlo "zasićeno". Vodostaj je granica između zasićenog i nezasićenog tla i na njega utječu kiša, snijeg, navodnjavanje, suša i aktivni izvori u područje. Većina slatke vode za ljudsku upotrebu dolazi iz podzemnih voda.
Karakteristike vodostaja
Vlaga tla ispod površine kopna javlja se u dvije zone: nezasićena zona i zasićena zona. Prostori ili pore između zrna pijeska, tla ili stijena samo su djelomično ili uopće nisu ispunjeni s vodom u nezasićenoj zoni, dok su prostori u potpunosti ispunjeni vodom u zasićenoj zona. Vodostaj ocrtava granicu između ova dva sloja. Tanak sloj neposredno iznad vodenog sloja naziva se "kapilarni rub". Kapilarni rub je od nekoliko centimetara (oko 1 inča) do 60 centimetara (oko 2 metra) debljine, a stvara se izvlačenjem vode iz zasićene zone kapilarnim djelovanjem. Dubina vodostaja varira ovisno o sastavu kopna, od nule u močvarnim područjima do više od 25 metara (300 stopa) dubine. Neki se vodostaji presijecaju s jezerima i rijekama i oni ih modificiraju. Vodostaji nisu ravni ili vodoravni: oni često prate konformaciju kopna i obično su blago nagnuti, što uzrokuje protok podzemne vode.
Podzemne vode
Oborine, poput kiše, ulaze u potoke i jezera te se procjeđuju u zemlju. Povučena gravitacijom prema dolje, voda počinje ispunjavati prazne ili djelomično prazne prostore u tlu ili između čestica stijena. Kad infiltrirajuća voda dosegne podzemni sloj i zasićenu zonu, počinje se gibati vodoravno s podzemnom vodom. Podzemna voda u zasićenoj zoni teče s viših na niže kote. Za razliku od protoka vode u potocima i rijekama, podzemne vode se kreću vrlo sporo. Kretanje u pjeskovitom ili šljunčanom tlu može biti milimetara dnevno, a u glini kretanje može biti još sporije.
Čimbenici koji utječu na brzinu podzemne vode
Glavni čimbenici koji utječu na brzinu protoka podzemne vode su poroznost, broj raspoloživih otvorenih prostora u tlu ili stijeni; propusnost, međusobno povezivanje pora; i hidraulički gradijent, nagib vodostaja. Brzina podzemne vode raste s povećanjem propusnosti i hidrauličkog gradijenta. Pijesak, šljunak, pješčenjak i neke vrste kristalnih stijena omogućuju lako podzemno tečenje, dok sitnozrni sedimenti, poput škriljevca i mulja, sprečavaju lako kretanje podzemnih voda.
Podzemni vodonosnici
Vodonosni slojevi su podzemni rezervoari koji obiluju podzemnom vodom u porama ili prostorima. Većina svježe pitke vode na svijetu povlači se iz vodonosnih slojeva. Neke vodonosne slojeve stvaraju slojevi koji se sastoje od zemlje bogate glinom ili podloge. Topljenje snijega ili kiše stvara zasićenu zonu iznad ograničavajućeg sloja, jer je spriječeno da voda curi dolje izvan ograničenog sloja. Protok vodonosnika ovisi i o gravitaciji i o pritisku stvorenom nadmorskom visinom kopna. Zatvoreni vodonosnici drže podzemnu vodu pod pritiskom, dok neograničeni vodonosnici ne tlače i razina vode neće proći iznad vodostaja kad se probuši.