Der Schmiechener See liegt in einer bis zu 35 m mächtigen Seeton- und -mergelschicht in einem Mäander des eiszeitlichen Ur-Donautales. Das flache Gewässer wird nicht, wie man früher angenommen hat, von Karstwasser gespeist, sondern einerseits von Oberflächenwasser das aus dem Siegentalzufließt, anderseits direkt vom Niederschlag.
Ein oberirdischer Abfluss existiert nicht. Der Wasserstand schwankt außergewöhnlichstark und ohne Regelmäßigkeit; weite Teile fallen zeitweise trocken.Schneeschmelze und ergiebige Landregen, lassen den See anschwellen; er ist dann an der tiefsten Stelle etwas über 2 m tief und bedeckt ca. 50 ha, bei extremem Hochwasser kann er auf über 75 ha anwachsen.
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