向大海要地是中国的传统。除去“精卫填海”的神话传说，根据记载，中国早在两千年前的汉朝，就已经在进行沿海开发，土地不够了，就去围海造地。不仅是在中国，在荷兰、日本、韩国、英国、阿联酋等国家都在进行类似的围涂工程。在这样的工程地点观测地下水位是必需的，也容易受到公众的理解；然而观测地下水位的意义远远不仅如此。地下水受重力场驱动在地下介质中运行，而地下水位是定量描述此驱动因子的最重要参数。严格来说，地下水位应被称作“水头”，代表地下水中蕴含的机械能，而地下水总是从水头高处流向水头低处。地下水的水头一般包括位置水头和压力水头两部分。在潜水含水层中，水位与大气相接，压力水头为零，位置水头即代表当地水头；在承压含水层中，地下水受到隔水顶板的限制，产生一定的压力水头，位置水头与压力水头相加方为总水头，所以承压水的水头总是高于隔水顶板的物理高度。

水头一般在井中测量，但井中的水位并不一定代表与其连通的含水层的水头。例如，我国专门用途的地下水监测井并不多，实际工作中常常需要在开采井中测量地下水位。在开采量较大时，地下水在穿过筛管进入井内的过程中会损失相当大的水头（井损），使井内水头与含水层内水头出现较大差距。再如，为了获得最大的抽水量，有些水井通过多段滤管同时开采不同的地下层位，此类水井中的水位混合了多个含水层的水头信号，也不能代表单个含水层的水头信息。

从单口井中测量所得的水头数据往往缺乏实际意义，但如果区域内有多口水井的水头信息时，可以通过分析这些水头信息来获得对地下水系统的了解：

l  地下水的流动方向是其最核心的运动状态特征，也直接决定着污染物的运移轨迹。地下水从水头高处流向水头低处，根据各点水头数据绘制等水头线后可以推断目标含水层各处的地下水流动方向。根据等水头线的形态也可以推断不同含水层之间，以及含水层与地表水之间的补排关系。在小范围内，理论上仅需三个水头点即可确定当地地下水流向。但在实际工作中地下水流场扰动因素较多，且受测量精度限制，三个点往往不足以准确推断地下水流向；

l  特殊地质体的水文地质特性往往是制约地下水及污染物运移的关键因素，这常常可以通过分析其周边的水头信息进行推断。例如，断层两侧水头相差甚远，或者断层附近有泉水出露（也是水头差的体现），则说明此断层具有阻水性质。又如不同岩体的接触边界两侧，其富水性由于介质原因通常存在差异，而此差异必然在水头分布上有所体现；

l  静止的水头场仅仅反映地下水流动的趋势，地下水实际的流量和流速还由含水岩层的储水和渗水特性决定。研究地下水头在天然及人为刺激下随时间的变化，可以推断含水介质的水文地质特征。举例来说，在水井建设完成后常常会进行抽水试验，即在固定抽水流量的情况下观察井中水位的变化，以此测试含水层的富水性和渗透性。