Для определения правильного окончания необходимо определить склонение и падеж существительного.
Водоём - существительное мужского рода, 2-го склонения. Предложный падеж отвечает на вопрос: о ком? о чём?
Предложный падеж в данном случае имеет окончание -е.
У водоёма - родительный падеж.
Ответ: у водоёма