Der hydrologische Zyklus (Wasserkreislauf) wird bestimmt durch die Orts- und Zustandsveränderungen des Wasser. Diese wird von Wasserflächen verdunstet, fällt als Niederschlag auf den Boden und Pflanzen, versickert und fließt ober- und unterirdisch ab oder bewegt sich in Flüssen und als Grundwasser auf Vorfluter zu.

DIN-Norm

Das Grundwasser ist Teil des Wasserkreislaufs. Die durch Luftmassen transportierte Feuchtigkeit geht als Niederschlag zur Erde. Ein Teil davon verdunstet und ein Teil fließt ober- und unterirdisch ab. Dieser Vorgang wird durch die hydrologische Grundgleichung (DIN 4049-3) beschrieben, die aber nur für längere Zeiträume gilt: 

h_N = h_V + h_A

h_N:Niederschlag (500 mm/a im Osten und 800 mm/a im Nordwesten)
h_V: Verdunstung (mittlere Rate 530 mm/a)
h_A: Abflussrate (mittlere Rate 260 mm/a)

Für kürzere Zeiträume gilt:

h_N = h_V + h_A0+ (h_R - h_B)

h_Ao: oberirdische Abflussrate (Bäche, Flüsse)
h_R: Rücklage, Vergrößerung des Wasservorrats
h_B: Aufbrauch, Verkleinerung des Wasservorrats

In diese Gleichung gehen auch jährliche witterungsbedingte Schwankungen des Niederschlags, der Verdunstung und des Abflusses ein. Rücklage und Aufbrauch spielen im Rhythmus des Jahres eine große Rolle.

Die Aufnahme dieser hydrologischen Basisdaten erfolgt durch die Meteorologischen und Gewässerkundlichen Dienste. Die Niederschlags- und klimatologischen Daten werden vom deutschen Wetterdienst Offenbach erfasst.

Nach der hydrologischen Grundgleichung wäre der hydrologische Zyklus ein jetztzeitlicher Vorgang, aber dies ist aus hydrogeologischer Sicht nicht richtig, denn das Grundwasser ist nach dem Alter geschichtet. Die ältesten Wässer sind die konnaten Wässer, welche synsedimentäre fossile Wässer sind, die nicht am Wasserkreislauf teilnehmen.

Die Grundwässer werden wie folgt gegliedert:

1. Umsatzwässer 

• nehmen jährlich oder in Perioden weniger Jahre am Wasserkreislauf teil
• zirkulieren im oder über dem Niveau der Vorfluter

2. Vorratswässer

• sind nicht in den periodischen Wasserkreislauf einbezogen
• zirkulieren unterhalb dem Niveau des Vorfluters

3. Tiefenwässer

• länger als menschlich-historische Zeiten im Untergrund und nicht am Wasserkreislauf beteiligt
• genaue Abgrenzung nicht möglich, deshalb auch als "Tiefe Grundwässer" bezeichnet
• nehmen für die Gewinnung von nutzbarem Grundwasser an Bedeutung zu
• auch Verwendung als Speicher oder Versenkungsraum für flüssige Abfälle oder Abwässer