Der Grundwasserstand hängt von einer Vielzahl unterschiedlicher Einflussgrößen ab. Die sich ändernden klimatischen Rahmenbedingungen wirken sich durch höhere Evapotranspirationsraten und Änderungen in Niederschlagsmenge und -verteilung auf die Grundwasserneubildung aus. Gleichzeitig wirkt sich eine möglicherweise höhere Wassernutzung, beispielsweise für Bewässerungszwecke, auf den Grundwasserstand aus. Aufgrund der eher trägen Reaktion von Grundwässern im Vergleich zu Oberflächengewässern, spiegeln Grundwasserstände langfristige Änderungen der klimatischen Änderungen wider. Dabei kann der Einfluss des Menschen das Signal sich verändernder Klimaparameter auf die Grundwasserstände überdecken.

Als Indikator wird der mittlere Grundwasserstand des Wasserwirtschaftsjahres (WWJ, 01.11. - 31.10.) verwendet. Dabei werden die Monate November und Dezember jeweils aus dem vorigen Kalenderjahr in die Berechnung mit einbezogen.

Der Grundwasserstand wird anhand des als Abstich gemessenen Grundwasserspiegels als Höhe über dem Meeresspiegel in Meter über Normalhöhennull (mNHN) angegeben. Als Abstich wird der Höhenunterschied zwischen Messpunkt im deutschen Höhenreferenzsystem 2016 (DHHN 2016) und dem Grundwasserspiegel bezeichnet. Der Grundwasserstand wird an Grundwassermessstellen erfasst. Der Indikator wird für sechs Grundwassermessstellen berechnet, für welche eine besonders lange Zeitreihe vorliegt und der anthropogene Einfluss möglichst gering ist. Dies sind Bislicher Wald in Hamminkeln (Beispielstation für NRW) sowie Ratingen-Fahrenkothen, Niederbauer, Stellerdamm und Wachtendonk.

In der aktuellen Klimanormalperiode (1991-2020) liegt der mittlere, auf das Wasserwirtschaftsjahr (WWJ) bezogene Grundwasserstand in Hamminkeln bei 18,68 mNHN. Im Vergleich der aktuellen Klimanormalperiode mit der ersten verfügbaren Klimanormalperiode 1951-1980 ergibt sich eine Absenkung des Grundwasserstandes um 0,48 m. In Ratingen beträgt die Abnahme im selben Zeitraum 0,11 m. An folgenden Stationen liegen die Werte erst ab Anfang/Mitte der 1950er Jahre vor, sodass hier die Änderung bezogen auf die Klimanormalperiode 1961-1990 bestimmt wurde: dabei wurde in Niederbauer eine Abnahme des Grundwasserstandes um 0,04 m sowie in Stellerdamm um 0,22 m festgestellt. In Bokel ergab sich im selben Zeitraum eine minimale Zunahme des Grundwasserstandes um 0,01 m. Die Messreihe in Wachtendonk startet erst im Jahr 1963, sodass hier keine Veränderung zwischen zwei überschneidungsfreien Klimanormalperioden angegeben werden kann.
 

Der Verlauf der Grundwasserstände ist an allen Messstellen ähnlich, wenn auch die absoluten Minima und Maxima in unterschiedlichen Jahren auftreten können. Bei den Tiefstständen ist 2019, das zusammen mit 2018 eine der wärmsten und trockensten Perioden seit Messbeginn in NRW darstellt, an allen Stationen unter den fünf niedrigsten Werten vertreten. Bei den Grundwasserstand-Höchstwerten häufen sich an allen Stationen Werte aus den 1960er Jahren.

Für alle Indikatoren erfolgt eine Trendberechnung und Signifikanzprüfung nach der Methode des Umweltbundesamtes, kurz "DAS-Methode" genannt. Die Trendanalyse ergab für den Gesamtzeitraum an den Messstellen Hamminkeln, Ratingen-Fahrenkothen, Niederbauer und Stellerdamm eine signifikante Abnahme der Grundwasserstände (linearer Trend). Für Bokel und Wachtendonk wurde für den Gesamtzeitraum keine signifikante Änderung festgestellt. Für den Zeitraum ab 1961 blieben die genannten Ergebnisse gleich. Das Änderungssignal (Differenz zwischen Anfangs- und Endwert der Trendlinie) ist in beiden Zeiträumen nahezu identisch (vgl. Tabelle) und liegt in Hamminkeln bei -1,0 m, in Ratingen bei -0,3 m, in Niederbauer bei -0,2 m sowie in Stellerdamm bei -0,4 m.

Betrachtet man nur den Zeitraum ab 1991 (viele Indikatoren des KFAM liegen nur für einen kurzen Zeitraum vor, daher wird diese Analyse aus Vergleichszwecken durchgeführt) ändern sich die Ergebnisse der Trendanalyse leicht: Hamminkeln, Ratingen und Wachtendonk zeigen einen quadratischen Trend in n-Form, das heißt, dass zunächst die Grundwasserstände gestiegen sind, nach einem Wendepunkt aber eine Trendumkehr stattfand und die Stände wieder fallen. Niederbauer und Bokel zeigen einen linear fallenden Trend; in Stellerdamm kann hingegen für den genannten Zeitraum kein Trend nachgewiesen werden.
 

Wie bereits oben erwähnt spielen verschiedene Faktoren für die Reduktion der Grundwasserstände eine Rolle: zunächst verringern sich durch geringere Niederschläge die Grundwasserstände, insbesondere in Kombination mit höheren Temperaturen wodurch die Verdunstung gesteigert wird. Zusätzlich kann bei höheren Temperaturen eine höhere Wassernutzung und –entnahme (z. B. für Bewässerung) eine Rolle spielen.