地下含水层是世界上 70% 的灌溉用水源。其中许多含水层的水压急剧下降,并因过度消耗而受到威胁。例如,下图显示了 1888 年在美国南达科他州 Woonsocket 钻探的自流井喷出的地下水。初始井口压力为 250 psi (1.7 MPa),到 1923 年下降到 35 psi (0.25 MPa)(Meinzer 和 Hard,1925 年)。

地下水的不可见意味着其管理取决于对地质环境和取水物理学的理解。本书对发现含水层变形在承压含水层中大规模抽水的作用进行了历史介绍。其中许多发现是由美国地质调查局的科学家从 1890 年代开始做出的,这些科学家专注于达科他含水层的研究。调查中的重要里程碑是:水文地质系统的实地观测(Darton, 1896, 1901, 1909);建立含水层变形和孔隙液抽取之间的联系(Meinzer,1928 年);通过类比热流来描述含水层内水力扬程响应抽水井的变化的数学解决方案(Theis,1935 年);最后,根据含水层和水的压缩性推导出地下水运动的时间相关控制方程(Jacob,1940 年)。
这些基准论文将水文地质学、地质力学和石油工程的线索与数学和物理学的结合针线编织在一起。比蓄是地下水流方程中出现的两种含水层特性之一(另一种是水力传导率)。深入了解其发现的幕后可以为地下水科学家提供更深入的概念理解,而不是从其定义中显而易见,即“在水力水头下降一个单位的情况下,单位体积的含水层从储水层中释放出的水量”(例如,Freeze 和 Cherry,1979 年)。
本简要说明中的引用来源在本书的参考文献列表中提供。