Mint az közismert, a Holt-tenger olyan lefolyástalan tó, amelynek fő táplálója a terület egyetlen állandó folyója, a Jordán. Kevéssé köztudott viszont, hogy a Holt-tenger viszonylag kiterjedt (40 000 km2-es) vízgyűjtőterülettel rendelkezik. A vádik azonban csak a késő őszi és tavaszi esőzések alkalmával tudnak vizet szállítani a Holt-tengerbe, amelynek vízszintje ma több mint 400 méterrel található a tengerszint alatt.
A környezeti-régészeti kutatások bebizonyították, hogy a vízszint a jelenleginél jóval magasabb volt a római korban, aminek feltételezhetően az lehetett az oka, hogy a tó vízgyűjtőterületén sokkal több csapadék hullott. Néhány más példa is igazolja ezt a tételt: az Ein-Gedi mellett feltárt római fürdőt, amely -387 méteren épült, Kr. u. 300 körül elöntötte a Holttenger.
Ein Feshka kikötőjében (Khirbet Mazin) a hellenisztikus korban épült kikötőt, amely -386 méteren feküdt, szintén ellepte a víz. A Holttengertől északra Rujum el-Bahrnál egy kikötőbak (mooring stone) került elő in situ, -394 méteren. A körülötte talált leletek szintén a hellenisztikus és korai római korra utalnak. Összességében tehát elmondhatjuk, hogy a Kr. e. 2 és a Kr. u. 1. század között a Holt-tenger átlagos vízszintje -400 és -395 méter között mozoghatott, míg a bizánci korban ez 9-10 méterrel megemelkedett!
A 4-6. századi csapadékosabb időjárásra további bizonyítékok is vallanak. A Júdeai-dombság a tavasz kivételével kopár, köves pusztaság, ahol az igénytelen kecskéken és tevéken, valamint a sós vizet kedvelő pálmákon kívül semmi nem él meg. A bizánci korban viszont számos itteni területen teraszos földművelést folytattak. Ezek közé tartozott a Masadától 4 km-re délre fekvő Ein Aneva, ahol a mára kiszáradt forrás mellett nemcsak mezőgazdasági teraszok, hanem egy bizánci villaépület is előkerült. A régészek a 6. század utánról semmilyen nyomot nem találtak.
A Negev-sivatagban is felpezsdült az élet: olyan jelentős települések is virágoztak itt ekkoriban, mint Saadon, Shivta és Mamshit. A csapadékosabb időjárás természetesen nemcsak a Negevben éreztette hatását. A Kármeltől délre fekvő Emmaus colonia vízvezetékét a 3-7. században használták, de a 4. században oldalfalát megmagasították, ezzel megkettőzve a vezeték vízáteresztő kapacitását. Ugyancsak a Kármeltől délre, Shuniban (Khirbet Miyamas) egy félköríves medence épült a 4. században, amelynek átmérője 50 m, mélysége 2,5 m volt.
Az Ein Zur melletti forrás vize táplálta, és érdekessége, hogy több mint 2000 bronzpénzt találtak benne. A ciszternát a Bordeaux-i zarándok is említi 333-ban kelt útirajzában mint olyan helyet, ahol a zarándokok termékenységért szoktak imádkozni, és jó pogány szokás szerint pénzeket dobáltak a medence vizébe.
Végül említést érdemel a Caesareától északkeletre fekvő Nahal Tanninimben feltárt gátrendszer, amely 5 km2-en mintegy tucatnyi forrás vizét duzzasztotta fel, hogy a caesareai alacsony vízvezeték (low-level aqueduct) számára folyamatos ellátást biztosítson. Ez a 4. században épült vezeték óránként 2500 m3 vizet szállított Caesareába.