Depth to water table (DWT) for an unconfined aquifer affects a wide range of hydrological, ecological, and agricultural problems such as soil salinization, plant type, and crop output. In a world without human impacts, DWT in shallow groundwater zones is mainly driven by evapotranspiration and precipitation. In the real-world however, human impacts on groundwater hydrological processes are ubiquitous, which hinders one to fully understand the natural groundwater hydrological rule. The purpose of this study is to derive an analytical solution of precipitation-evapotranspiration driven DWT irrespective of the human impacts. Through pretreatment of practical data to eliminate human impacts, we show that the proposed method is efficient in dealing with the real-world problems. Specifically, we establish a mathematical model describing impacts of periodic evapotranspiration and precipitation on DWT. An innovative quasi-analytical solution using the Fourier series is developed and analyzed in detail based on the model. This study indicates that the amplitude of DWT is correlated linearly with the amplitude of precipitation and quadratically with the amplitude of potential evapotranspiration. The phase position of DWT is subject to the phase lag between the precipitation and potential evapotranspiration. In arid regions, the evapotranspiration has a greater influence on the phase of DWT than the precipitation. This quasi-analytical solution is limited for a shallow groundwater situation in which DWT is less than the extinction depth of groundwater evapotranspiration.

无承压含水层的地下水位深度 (DWT) 会影响范围广泛的水文、生态和农业问题，例如土壤盐渍化、植物类型和作物产量。在没有人类影响的世界中，浅层地下水区的 DWT 主要由蒸散和降水驱动。然而，在现实世界中，人类对地下水水文过程的影响无处不在，这阻碍了人们充分了解地下水的自然水文规律。本研究的目的是推导出降水 - 蒸散驱动 DWT 的分析解决方案，而不受人类影响。通过对实际数据进行预处理以消除人类影响，我们表明所提出的方法在处理现实世界问题方面是有效的。具体来说，我们建立了描述周期性蒸散和降水对 DWT 影响的数学模型。基于该模型开发和详细分析了使用傅立叶级数的创新准分析解决方案。本研究表明，DWT 的幅值与降水幅值呈线性相关，与潜在蒸散量的幅值呈二次方相关。DWT 的相位受降水和潜在蒸散量之间的相位滞后的影响。在干旱地区，蒸散对 DWT 相位的影响大于降水。这种准分析解决方案仅限于浅层地下水情况，其中 DWT 小于地下水蒸发蒸腾的消退深度。基于该模型开发和详细分析了使用傅立叶级数的创新准分析解决方案。本研究表明，DWT 的幅值与降水幅值呈线性相关，与潜在蒸散量的幅值呈二次方相关。DWT 的相位受降水和潜在蒸散量之间的相位滞后的影响。在干旱地区，蒸散对 DWT 相位的影响大于降水。这种准分析解决方案仅限于浅层地下水情况，其中 DWT 小于地下水蒸发蒸腾的消退深度。基于该模型开发和详细分析了使用傅立叶级数的创新准分析解决方案。本研究表明，DWT 的幅值与降水幅值呈线性相关，与潜在蒸散量的幅值呈二次方相关。DWT 的相位受降水和潜在蒸散量之间的相位滞后的影响。在干旱地区，蒸散对 DWT 相位的影响大于降水。这种准分析解决方案仅限于浅层地下水情况，其中 DWT 小于地下水蒸发蒸腾的消退深度。本研究表明，DWT 的幅值与降水幅值呈线性相关，与潜在蒸散量的幅值呈二次方相关。DWT 的相位受降水和潜在蒸散量之间的相位滞后的影响。在干旱地区，蒸散对 DWT 相位的影响大于降水。这种准分析解决方案仅限于浅层地下水情况，其中 DWT 小于地下水蒸发蒸腾的消退深度。本研究表明，DWT 的幅值与降水幅值呈线性相关，与潜在蒸散量的幅值呈二次方相关。DWT 的相位受降水和潜在蒸散量之间的相位滞后的影响。在干旱地区，蒸散对 DWT 相位的影响大于降水。这种准分析解决方案仅限于浅层地下水情况，其中 DWT 小于地下水蒸发蒸腾的消退深度。与降水相比，蒸散对 DWT 相位的影响更大。这种准分析解决方案仅限于浅层地下水情况，其中 DWT 小于地下水蒸发蒸腾的消退深度。与降水相比，蒸散对 DWT 相位的影响更大。这种准分析解决方案仅限于浅层地下水情况，其中 DWT 小于地下水蒸发蒸腾的消退深度。