A partir de las leyes de movimiento y viscosidad de Newton, este libro es una introducción a los aspectos fundamentales de la dinámica de fluidos que son más relevantes para los científicos de aguas subterráneas. Basándose en una perspectiva de las fuerzas impulsoras frente a las fuerzas de resistencia que gobiernan el movimiento de un fluido, el autor deriva la ley de Darcy para el flujo a través de medios porosos relacionándola con la ecuación de Navier-Stokes para el flujo de fluidos en general. Al combinar los efectos de la gravedad y la presión, el autor identifica la carga hidráulica como una cantidad numérica conveniente para representar la fuerza que impulsa el flujo de agua subterránea. En contraste con la derivación física de la carga hidráulica, la conductividad hidráulica surge como un parámetro relacionado con las fuerzas de fricción resistentes entre el fluido móvil y el medio poroso estacionario. Estas fuerzas de filtración por fricción también afectan el estado de tensión efectiva del medio poroso, estableciendo así un vínculo con la estabilidad del suelo y la formación de arenas movedizas.
La combinación de la ley de Darcy con la ley de la conservación de la masa lleva al lector a las ecuaciones fundamentales del flujo de agua subterránea saturada. Por último, se incluyen los efectos de las fuerzas capilares para establecer las ecuaciones rectoras del flujo no saturado y multifásico.
A lo largo del libro, el autor se centra en ilustrar y derivar minuciosamente las ecuaciones mientras aplica análisis de orden de magnitud. Este enfoque permite extraer la mayor cantidad de información, por ejemplo, en términos de la escala del tiempo de respuesta, sin requerir soluciones explícitas. Una serie de recuadros y ejercicios resueltos contienen más detalles y enlaces a aplicaciones prácticas, como la relación del nivel freático que refleja la «llenura» de un acuífero y la realización de pruebas de slug para la medición in situ de la conductividad hidráulica. Este libro hace una importante contribución a la ciencia de las aguas subterráneas al proporcionar una explicación introductoria progresiva de la mecánica física del flujo de aguas subterráneas y los problemas socioeconómicos y ecológicos que pueden surgir.