Les réserves mondiales en eau des nappes souterraines représentent 97 % de toute l'eau douce disponible sur les continents. En outre, les nappes alimentent en eau douce le réseau superficiel des cours d'eau. Elles doivent donc impérativement être protégées contre les sources de pollution diffuse, d'autant que le renouvellement de ces eaux souterraines peut être très lent et que les pollutions y sont alors persistantes.

Si la pollution diffuse est avant tout d’origine agricole (nitrates et pesticides), elle peut aussi avoir d'autres sources : transports (eaux de ruissellement des voies de circulation, accidents de transport, fuites d'oléoducs), désherbage des voies ferroviaires par des pesticides (la SNCF est le plus gros consommateur d'herbicides de France), fuites provenant de l'habitat dispersé, notamment des cuves de combustible de chauffage, rejets des assainissements individuels et des petites collectivités, fuites des décharges d'ordures ménagères ou industrielles, retombées atmosphériques des fumées industrielles et domestiques ou des usines d'incinération de déchets.

L'instauration de périmètres de protection autour des captages, rendue obligatoire par la législation de nombreux pays, n'offre qu'une protection limitée. En effet, une pollution éloignée finira malgré tout, plusieurs années après l'événement polluant, par parvenir, même diluée, à ces eaux protégées.

Pour mieux protéger les nappes, les sources de pollution diffuse doivent donc être impérativement réduites afin de stopper, sinon de limiter à des valeurs tolérables, les flux de polluants parvenant aux nappes. Mais une telle politique risque de ne pas suffire. Aussi, certains experts préconisent-ils une voie complémentaire : la création de parcs naturels hydrogéologiques. Il s'agirait de constituer de vastes espaces de terres non cultivées mais entretenues, dont la fonction essentielle serait de préserver les nappes d'eau ayant une qualité irréprochable. De tels parcs constitueraient des zones où toute activité polluante serait interdite. Ils protégeraient en priorité les zones d'alimentation des nappes captives profondes et des sources minérales.

Plusieurs cibles à protéger pourraient être réunies dans un même parc, non seulement l’eau, mais aussi la flore et la faune. Ces parcs pourraient être reboisés : les forêts y seraient exploitées d'une façon très soignée et non polluante. De telles réserves existent déjà.