จากการศึกษาของกรมทรัพยากรน้ำบาดาลในพื้นที่จังหวัดพิจิตร พิษณุโลก และสุโขทัย รวมทั้งสิ้น 13.3 ล้านไร่ พบว่า มีพื้นที่ที่ประสบปัญหาการลดระดับของน้ำบาดาลอย่างรวดเร็ว ประมาณ 6.5 ล้านไร่ ทั้งนี้ เนื่องจากในแต่ละปีพื้นที่ดังกล่าวจะมีปริมาณฝนตกประมาณ 35,765 ล้านลูกบาศก์เมตรต่อปี มีปริมาณการเพิ่มเติมน้ำฝน 6,980 ล้านลูกบาศก์เมตรต่อปี แต่มีการสูบ น้ำบาดาลระดับตื้นขึ้นมาใช้เพื่อทำการเกษตรถึงปีละ 7,800 ล้านลูกบาศก์เมตรต่อปี ทำให้เกิดการใช้น้ำบาดาลที่เกินสมดุลถึงปีละ 820 ล้านลูกบาศก์เมตร ส่งผลให้ระดับน้ำบาดาลลดตัวลงอย่างรวดเร็ว 10-30 เซนติเมตรต่อปี จากระดับน้ำบาดาลในอดีตอยู่ที่ความลึก 5-10 เมตร จากผิวดิน ปัจจุบันระดับน้ำบาดาลลดไปอยู่ที่ระดับ 10-25 เมตร จากผิวดิน โดยชั้นน้ำบาดาลระดับตื้นจะมีระดับต่ำสุด 30 เมตร ซึ่งปัญหาของการลดตัวลงของระดับน้ำบาดาลที่เกิดขึ้นในปัจจุบัน ทำให้เกษตรกรต้องเสีย ค่าน้ำมันเชื้อเพลิงในการสูบน้ำเพิ่มขึ้น มีค่าใช้จ่ายการทรุดบ่อมากขึ้น เสี่ยงต่อการเสียชีวิตจากการ ขาดอากาศหายใจในระหว่างการทรุดบ่อน้ำบาดาล และหากยังมีการสูบน้ำบาดาลในปริมาณที่เกินสมดุลอย่างต่อเนื่อง จะทำให้ชั้นน้ำบาดาลระดับตื้นแห้งตัวลงในที่สุดกลายเป็นชั้นน้ำบาดาลตาย หรือ dead aquifer และจะส่งผลกระทบเป็นวงกว้างต่อการทำเกษตรกรรมในพื้นที่จังหวัดพิจิตร พิษณุโลก และจังหวัดสุโขทัย ซึ่งมีการใช้แหล่งน้ำบาดาลระดับตื้นเป็นแหล่งน้ำหลัก เนื่องจากไม่มีระบบชลประทาน และแหล่งน้ำอื่น ๆ
กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม โดยกรมทรัพยากรน้ำบาดาล ได้ทำการศึกษาทดลองการเติมน้ำลงสู่ชั้นน้ำใต้ดินผ่านระบบสระน้ำ โดยคัดเลือกพื้นที่บ้านหนองนา ตำบลหนองกุลา อำเภอบางระกำ จังหวัดพิษณุโลก เป็นพื้นที่นำร่อง เนื่องจากมีความเหมาะสมทางด้านอุทกธรณีวิทยา และอยู่ใกล้คลองส่งน้ำ ซึ่งการก่อสร้างระบบเติมน้ำลงสู่ชั้นน้ำบาดาลนำร่อง ในพื้นที่ประมาณ 8 ไร่ ประกอบด้วย ระบบผันน้ำ ระบบบึงประดิษฐ์ และระบบเติมน้ำขนาด 1 ไร่ (1,600 ตารางเมตร) พร้อมมีระบบติดตามตรวจสอบปริมาณและคุณภาพน้ำบาดาล พบว่า สามารถเติมน้ำลงสู่ชั้นน้ำบาดาลในช่วงฤดูฝนได้ 26,000 ลูกบาศก์เมตร และสามารถนำน้ำที่เก็บไว้มาใช้ ในการปลูกข้าวได้ 16 ไร่ โดยไม่พบการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของน้ำบาดาล สำหรับผลการวิเคราะห์ความเหมาะสมทางเศรษฐศาสตร์ พบว่า ระบบเติมน้ำควรมีพื้นที่ตั้งแต่ 5 ไร่ขึ้นไป จะคุ้มทุนภายในระยะเวลา 4 ปี และระบบเติมน้ำที่มีขนาดมากกว่า 10 ไร่ จะมีความคุ้มทุนภายในระยะเวลา 3 ปี
การศึกษาครั้งนี้พบว่า มีพื้นที่ที่มีความเหมาะสมในการก่อสร้างระบบเติมน้ำรวมทั้งสิ้น 65 ตำบล แบ่งออกเป็นจังหวัดพิษณุโลก 28 ตำบล จังหวัดพิจิตร 25 ตำบล และจังหวัดสุโขทัย 12 ตำบล สามารถเติมน้ำลงสู่ชั้นน้ำบาดาลระดับตื้นได้ไม่น้อยกว่า 935 ล้านลูกบาศก์เมตรต่อปี (ปริมาณใกล้เคียงกับปริมาณกักเก็บของเขื่อนป่าสักชลสิทธิ์ คือ ประมาณ 960 ล้านลูกบาศก์เมตร) โดยมีพื้นที่ได้รับผลประโยชน์จำนวนทั้งสิ้น 146,700 ไร่
อธิบดีกรมทรัพยากรน้ำบาดาลกล่าวต่อไปว่า ปัจจุบันโครงการเติมน้ำลงสู่ชั้นน้ำใต้ดิน อยู่ระหว่างการพิจารณาร่วมกันระหว่างกรมทรัพยากรน้ำบาดาล และคณะกรรมการบริหารจัดการน้ำและอุทกภัย (กบอ.) เพื่อหาแนวทางในการดำเนินงานตามแผนบูรณาการที่กรมทรัพยากรน้ำบาดาล ได้จัดทำขึ้น และจะผลักดันให้โครงการดังกล่าวได้รับอนุมัติงบประมาณเพื่อเร่งดำเนินการแก้ไขปัญหา การลดระดับตัวลงของชั้นน้ำบาดาล เพราะหากไม่มีการดำเนินการใด ๆ จะส่งผลกระทบให้เกิด การขาดแคลนน้ำบาดาลระดับตื้นที่นำมาใช้เพื่อทำการเกษตร นอกจากนี้เกษตรกรจะต้องมีค่าใช้จ่ายเพิ่มสูงขึ้น เนื่องจากระดับน้ำบาดาลมีการลดลงอย่างต่อเนื่อง ทำให้มีการสิ้นเปลืองพลังงานในการสูบน้ำบาดาลมาใช้มากขึ้น รวมถึงการทรุดบ่อน้ำบาดาลให้มีระดับลึกมากขึ้นกว่าเดิม เพื่อติดตั้งเครื่องสูบน้ำบาดาลอาจทำให้เกิดการสูญเสียทรัพย์สินและชีวิตจากการขาดอากาศหายใจในระหว่างการทรุดบ่อน้ำบาดาลได้