Vēsturiski fakti, izpēte Dvietes senleja ir viena no senākajām apdzīvotajām vietām Latvijā. Senākā apdzīvotība attiecas uz vēlo paleolītu. Par to liecina ziemeļbrieža raga harpūna, kas 20. gs. 30. gados tika atrasta t. s. Dvietes apmetnē, kas atrodas pie Dvietes iztekas no Dvietes ezera. Šeit atrasto senlietu lielākā daļa attiecas uz mezolītu un neolītu, bet ir atrastas arī bronzas laikmeta senlietas un dzelzs laikmeta keramika.
2002. gadā Latvijas Vēstures muzeja Arheoloģijas nodaļas speciālisti Dvietes krastos atklāja divas agrāk nezināmas akmens laikmeta apmetnes (Grīvas ezera un Slobodas apmetni), kuras vēlāk tika iekļautas valsts nozīmes arheoloģisko pieminekļu sarakstā. Grīvas ezera apmetne atrodas Skuķu ezera rietumu krastā, pie senās Dvietes upes deltas. Veicot pārbaudes izrakumos, tika atklāts neskarts apmetnes kultūrslānis, kurā tika atrasti apdeguši dzīvnieku kauli, māla trauku lauskas un krama atšķilas, starp tām arī krama bultas gals un krama kasīklis. Apskatot iegūto materiālu, īpaši keramikas atradumus, secināts, ka šī apmetne attiecināma uz vidējo neolītu.
Slobodas apmetne tika atklāta, veicot pārbaudes rakumu Dvietes vecupes kreisajā krastā pie Viesītes ietekas. Arī šeit tika atklāts neizpostīts kultūrslānis, kurā tika konstatēts liels daudzums dzīvnieku kaulu, māla trauku lausku un krama atšķilu. Starp tām tika atrasts arī viens krama bultas gala fragments, šķēpa gala fragments un krama kasīklis. Kā interesantākais atradums te minams neliels dzintara trapecveida piekariņš. Noņemot kultūrslāni, zem tā iezīmējās trīs stabu vietas. Iespējams, ka šīs stabu vietas norāda uz kādas celtnes paliekām. Apskatot iegūto materiālu, secināts, ka šī apmetne attiecināma uz vēlo neolītu.

Slobodas vēlā neolīta apmetnes (2300–1500 g. p. m. ē.) pārbaudes rakumi Dvietes palienē. LVM Arheoloģijas nodaļas ekspedīcija. 2002. gads.
Fotogrāfs Dāvis Gruberts.
Vidējā neolītā Dvietes senlejai bija raksturīga ķemmes–bedrīšu keramikas kultūra, savukārt neolīta beigās izplatījās auklas keramika. Bronzas laikmetā to nomainīja švīkātās keramikas kultūra, kas šajā Latvijas daļā pastāvēja arī agrajā dzelzs laikmetā. Šīs kultūras laikā tika celti un apdzīvoti daudzie pilskalni, kuri atrodas Augšzemes augstienes teritorijā Pilskalnes pagastā.
Atšķirībā no akmens laikmeta apmetnēm, vēlajā dzelzs laikmetā un viduslaikos apmetnes tika ierīkotas galvenokārt Dvietes senlejas krastu pauguros, kuri palos neapplūst. Par apmetņu pastāvēšanu šajās vietās šobrīd liecina galvenokārt gludās bezripas un ripas keramikas trauku lausku savrupatradumi. Līdz šim Dvietes senlejā ir atklātas deviņas iespējamās dzelzs laikmeta un viduslaiku apmetnes, kuras atrodas bijušo un esošo viensētu teritorijā vai to tiešā tuvumā.
20. gs. 30. gadu otrajā pusē Dvietes gultne tika iztaisnota vai padziļināta aptuveni 20 km garumā, abiem ezeriem cauri tika izrakts dziļš kanāls un ūdens līmeņi tajos pazemināti par 1,2–1,3 m, kas veicināja to strauju aizaugšanu ar niedrēm un meldriem. Pēc Dvietes iztaisnošanas aptuveni 6 km garā lejteces posmā tika iztaisnota arī lielākā Dvietes kreisā krasta pieteka Viesīte. Padomju okupācijas gados tika intensīvi meliorētas arī citas Dvietes un Ilūkstes pietekas to lejteču rajonos.
Pāri Dvietei 20. gs. tika uzcelti divi tilti – Dvietes tilts, kas uzcelts 1938. gadā pie Dvietes ciema, un Slobodas tilts, kas uzcelts 1987. gadā pie Bebrenes. Abi tilti būvēti, rēķinoties ar 1931. gada Daugavas palu augstāko novēroto līmeni.
20. gs. 80. gados Latvijas Valsts Meliorācijas projektēšanas institūtā tika izstrādāts Dvietes zemienes (t. i., Dvietes un Ilūkstes palienes) inženieraizsardzības un lielmeliorācijas būvdarbu projekts, kas paredzēja vairāku polderu sistēmas izveidi un Dvietes un Skuķu ezeru atjaunošanu. Lauka darbi tika iesākti 80. gadu otrajā pusē, augšpus Dvietes ciema paralēli Dvietes upei izrokot 1,5 km garu kanālu un blakus tam uzberot vairākus metrus augstu aizsargdambi. 80. gadu beigās rakšanas darbi tika pārtraukti, jo tika apturēts Daugavpils hidroelektrostacijas (HES) projekts, kuram minētais Dvietes zemienes lielmeliorācijas projekts bija tieši pakārtots.
20. gs. uz Dvietes īslaicīgi darbojās divi ūdens līmeņa novērošanas posteņi: viens no 1952. līdz 1955. gadam darbojās Rubenes pagasta Olksnā, otrs no 1968. līdz 1985. gadam darbojās pie Dvietes ciema. 2005.–2017. gadā DU pētījumu projektu ietvaros tika veikti regulāri ūdens līmeņa novērojumi arī pie Dvietes un Slobodas tiltiem. Tomēr šajos posteņos izdarītie līmeņa mērījumi ir pārāk īslaicīgi, lai pēc tiem gūtu pilnīgu priekšstatu par Dvietes upes sarežģīto hidroloģisko režīmu. 2008.–2015. gadā Dvietes palienē atjaunotās gultnes rajonā tika realizēts arī gruntsūdens līmeņu monitorings, bet kopš 2005. gada Bebrenes pagasta “Atālos” nepārtraukti darbojas DU automātiskā meteoroloģisko novērojumu stacija “Putnusala”.
Līdz šim visaugstākais pavasara palu ūdens līmenis Dvietes palienē novērots 1931. gada maijā. Pēc tā laika aculiecinieka, Bebrenes pagasta “Atālu” māju bijušā saimnieka Jāņa Kolosovska norādēm veiktie ģeodēziskie uzmērījumi liecina, ka tas atbilst 94,22 m virs jūras līmeņa, kas uzskatāms par atbilstošu 1 % nodrošinājumam jeb atkārtošanas varbūtībai, bet pēc 1931. gada vairs nav atkārtojies.
Lai uzlabotu Dvietes palienes hidroloģiskos apstākļus un kavētu pļavu aizaugšanu, vienlaikus atjaunojot vēsturisko ainavu, 2015. gadā "LIFE+" projekta “Griezes biotopu atjaunošana Natura 2000 teritorijā “Dvietes paliene”” ietvaros tika veikta Dvietes upes vēsturiskās gultnes atjaunošana 1,8 km garā posmā augšpus Skuķu ezera, ievērojot esošos vecupju un vecgultņu posmus.
Vietējā izloksnē pavasara paliem Dvietes senlejā ir īpašs apzīmējums – atbūda (latgaliešu rakstu valodā – atbuoda, atbuods), kas ir bijis visai izplatīts apvidvārds Daugavas vidustecē un acīmredzami apzīmējis konkrētas vietas applūšanu palu laikā ledus sastrēgumu ietekmē.