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四湖地区地下水位高，埋深浅，涝渍灾害频发，土壤潜育化问题普遍，直接影响了作为湖北省粮食主要生产基地的粮食产量。近年来，四湖地区的部分区域地下水位发生了异常变化，出现了不同程度的持续下降的状况。并且，水文地质观测工作成本高，维持大区域大规模观测孔的连续观测难度大，正常观测的孔位逐年减少，造成地下水位观测数据逐渐减少，反映地下水位高低及其动态变化等情况一手资料逐年匮乏，给地下水位研究及指导农业生产、工程环境影响评价等工作带来极大不便。因此，对四湖地区地下水位动态变化进行研究是必要并且紧要的，归纳其变化规律，模拟其变化趋势，预测未来的地下水位，为安排农业生产、应对灾害、科学决策提供依据。本文以江汉平原中西部地下水位的历史资料为基础，结合四湖地区气象、地表水位、土地利用/变化等资料，运用了ArcGis、SPSS、excel、matlab、Eviews等软件进行了克里格插值、相关性分析、小波分析、谐波分析、时间序列分析等一系列研究，综合分析了四湖地区地下水位的时空分布特征，探讨了影响地下水位变化的多种因素，并建立了时间序列模型用于地下水位的预测，结论如下：
1)四湖地区地下水位大体上表现为西北高，东南低，西北向东南逐渐下降；西北地区地下水空间变化幅度大，而东南和中部地区则表现为平缓，等水位线稀疏。然而，从地下水埋深看，四湖地区地下水呈西北深，东南浅，四周向中部递减的分布规律。
2)四湖地区地下水位受区域气候、地表水分布及其水位变化、土地利用/覆被变化、人类活动等多重因素共同影响。其中气候因素占主导地位，大气降水作为地下水的主要补给，降雨量的大小及时空分布直接引起地下水位的升降变化。由于降水须经过植被截留、土壤入渗等过程，才能实现对地下水的补给，因此其对地下水位的影响具有滞后现象。
3)从对四湖地区地下水位的时间序列分析来看，运用时间序列分析方法建立模型能较全面地反映地下水位动态变化规律，可以获得较高的预测精度。平均绝对误差偏差幅度可达0.26m，并且50％的预测值相对实测值偏差值控制在0.16m以内，相对偏差值9.40%。
4)时间序列分析方法，计算简单，数据获取容易，且在短时间段的预测中可获得相当好的精度。但由于该方法未能反映地下水流系统的动力以及流场分布，不能解释地下水位变化的驱动力。并且，模型的弹性较差，需要较长的历史资料，不适用于水位变幅大的序列，预测效果会随预测时间推移而精度下降。