בשנים האחרונות גובר השימוש בדשנים על מנת להגביר את יעילות השימוש בשטחים החקלאיים ובכך לאפשר ייצור מזון שיספיק לאוכלוסיית כדור הארץ ההולכת וגדלה. דישון בתרכובות מכילות חנקן מאיץ את התפוקות החקלאיות, אך עודף חנקן – הנשטף על-ידי גשמים והשקיה ומגיע לנחלים ואף למי תהום – הוא גורם עולמי משמעותי לזיהום של מקורות מים, תוך פגיעה אפשרית במערכות אקולוגיות, בבריאות בני אדם ובכלכלה. נחלים מסוגלים לספוג את החנקן באמצעות חיידקים ואצות השוכנים בעיקר בסדימנט, שהוא החומר בקרקעית הנחל. חיידקים מסוגלים גם למחזר את החנקן, כלומר לשחררו כגז אינרטי בחזרה לאטמוספירה. כדי להבין תהליך זה של תנועת מזהמים ושרידותם בסביבה המימית, חשוב לרדת לעומקו של הקשר בין מי תהום לנחלים. לאור העובדה שמיחזור חנקן בנחלים נשלט על ידי החיידקים בסדימנט, ישנו קשר הדוק בין תהליכים פיזיקליים, כימיים וביולוגים המשפיעים על החנקן. אך פערי מידע על האינטראקציה בין תהליכים פיזיקליים, כימיים וביולוגיים בנחלים מונעים בשלב זה את היכולת לחזות כיצד יתרחשו תהליכים הקשורים במיחזור חנקן בנחלים. לאור זאת, מטרת מחקר זה הינה לבחון כיצד מהירות זרימה בנחל ושטף מים – מהנחל למי התהום, או ממי התהום לנחל – משפיעים על מיחזור חנקן. ההנחה הבסיסית של מחקר זה הינה שתנאי הזרימה בנחל יקבעו את שטף הנוטריינטים – כלומר המזהמים האורגאניים (כולל חנקן, פחמן וחמצן) – בין הנחל ובין החיידקים אשר מהווים את הגורם המרכזי שמשפיע על מיחזור הנוטריינטים, ושוכנים כאמור בעיקר בסדימנט. כדי לענות על שאלת המחקר, נערכה סדרה של ניסויים בתעלה מלאכותית במעבדה. התעלה כללה סדימנטים ומים במבנה הדומה לזה שבנחלים, ומערכת הזרמת מים שמאפשרת שליטה מלאה על תנאי הזרימה השונים. תוצאות הניסויים הראו שהגורם המרכזי המשפיע על קצב צריכת הנוטריינטים הוא מהירות הזרימה בנחל. ככל שהמהירות בנחל גברה כך גדלו קצבי הספיגה של הנוטריינטים על ידי החיידקים, כלומר הנחל נעשה נקי יותר. לעומת זאת, קצבי מיחזור הנוטריינטים, כאשר ישנה גם זרימה מהנחל למי התהום או ממי התהום לנחל, לא הראו קשר ישיר לזרימה בלבד אלא היו גם תלויים בהרכב מי התהום ובמיוחד בריכוז החמצן. על מנת לחזות באיזה קצב יתרחשו תהליכי מיחזור הנוטריינטים בנחלים וכיצד תשתנה איכות המים בזמן, פותח מודל מתמטי שכויל על סמך התוצאות ומאפשר לנו לחזות את התהליכים שיתרחשו במגוון רחב של תנאי זרימה בנחלים. המידע שנצבר במחקר זה צפוי לשפר את יכולתנו לחזות מה יהיה ריכוז החנקן בנחלים ואף צפוי לסייע בפיתוח שיטות לשיקום נחלים.