تصور Hyporheic تدفق من خلال Bedforms عن طريق التجارب صبغ والمحاكاة
Summary
This manuscript describes how to create regular bedforms in a flume, visualize flow through the bedforms, and use computer simulations to simulate the hyporheic flow. The computer simulations compare well with the experimental observations. This coupled simulation and experiment is well-suited for both research and educational purposes.
Abstract
التبادل عبر الهوائي الأفقي بين الفضاء المسام من الرواسب وعمود الماء المغطي، ودعا الصرف hyporheic في البيئات النهرية، يدفع النقل المذاب في الأنهار والعديد من العمليات البيولوجية الكيميائية الهامة. لتحسين فهم هذه العمليات من خلال مظاهرة البصرية، أنشأنا محاكاة تدفق hyporheic في متعدد وكيل النمذجة الحاسوبية منصة NetLogo. وتبين المحاكاة الافتراضية التتبع التي تتدفق من خلال مجرى النهر مغطاة bedforms ثنائي الأبعاد. وتستخدم الرواسب، والتدفق، وbedform الخصائص كما المتغيرات الإدخال للنموذج. نحن لتوضيح كيف تطابق هذه المحاكاة الملاحظات التجريبية من التجارب المسايل المختبر، استنادا للمعلمات الإدخال قياسها. يتم حقن صبغة في الرواسب المسايل لتصور تدفق porewater. وعلى سبيل المقارنة توضع الجسيمات التتبع الافتراضية في نفس المواقع في المحاكاة. وقد استخدمت هذه المحاكاة ومختبر التجربة يقترن بنجاح في المرحلة الجامعية وgraduaمختبرات الشركة المصرية للاتصالات لتصور مباشرة التفاعلات النهر porewater وتظهر كيف محاكاة التدفق على جسديا يمكن أن تتكاثر الظواهر البيئية. استغرق الطلاب صورا للسرير من خلال الجدران المسايل شفافة وقارنوها الأشكال من الصبغة في الأوقات نفسها في المحاكاة. وأدى ذلك إلى اتجاهات متشابهة جدا، والذي يسمح للطلاب لفهم أفضل لكل من أنماط تدفق والنموذج الرياضي. المحاكاة كما تسمح للمستخدم لتصور بسرعة تأثير كل معلمة الإدخال عن طريق تشغيل المحاكاة متعددة. ويمكن أيضا أن تستخدم هذه العملية في تطبيقات البحوث لتوضيح العمليات الأساسية، تتصل تدفقات بينية والنقل porewater، ودعم النماذج القائمة على عملية الكمي.
Introduction
كما نقل المياه السطحية في تيار، النهر، أو منطقة المد والجزر يخلق التدرجات الرأس التي تدفع المياه داخل وخارج الرواسب 1. في الأنظمة النهرية ومن المعروف أن جزء من رواسب قيعان الأنهار التي يحدث فيها هذا التبادل كما 2،3 منطقة hyporheic. هذه المنطقة مهمة لأنه يتم تخزين العديد من العناصر الغذائية والملوثات، إيداع أو تحويل داخل المنطقة hyporheic 4-9. ويطلق على مقدار الوقت الذي يقضيه التتبع في الرواسب فترة الإقامة. في المرتين الإقامة ومواقع مسارات تدفق تؤثر على عمليات التحول. هناك حاجة إلى تحسين فهم العمليات التي تؤثر على تدفق من خلال الرواسب التنبؤ النقل المذاب في الأنهار ومعالجة المشاكل البيئية الكبيرة الناتجة عن انتشار المواد مثل المواد الغذائية (مثل نقص الأكسجة الساحلي 10،11). وعلى الرغم من أهمية تبادل hyporheic، وغالبا ما لا صفها في المقررات الجامعية في علم المياه،ميكانيكا الموائع، الهيدروليكية، الخ المربين الذين يرغبون في إضافة الصرف hyporheic لدراستهم يمكن أن تجد أنه من المفيد أن يكون تصورات التجريبية والعددية التي تظهر بوضوح هذه العملية.
تيار قناة انعطاف، ومستويات المياه الجوفية المحيطة، وتضاريس قيعان الأنهار (أي والحانات وbedforms، وتلال الاحيائية) جميع يؤثر الصرف hyporheic بدرجات متفاوتة 12-17. ركزت هذه الدراسة على bedforms، مثل الكثبان والتموجات، التي عادة ما تكون الملامح الجيومورفولوجية الرئيسية التي تؤثر على تدفق hyporheic 14،15. أنشأنا المحاكاة ومختبر التجربة العددية لتصور تدفق من خلال سلسلة منتظمة من bedforms. وتستند هذه المحاكاة على مجموعة من الأبحاث السابقة المتعلقة مسارات تدفق hyporheic خصائص النظام لملاحظتها بسهولة 15،18-21. كما يشكل هذا البحث الخلفية العلمية للمحاكاة، ملخصا موجزا للجوانب الأساسية لنظرية يتبع. Bedform التضاريس، T (خ)،اعطي من قبل:
المعادلة 1: 
حيث H هو ضعف السعة من bedform، ك هو متجه مموج موجه، و x هو مواز البعد الطولي لمتوسط سطح مجرى النهر. ويرد مثال على ذلك bedform التضاريس في الشكل 1.
الشكل 1. تعريفات المعلمة والإعدادات للرقابة من قبل المستخدم. وفي واجهة، يتم إطلاق جزيئات التتبع بطريقة التمويه المرجحة في الماء / واجهة الرواسب وتتبعها من خلال الرواسب. إذا إظهار مسارات؟ هو "على" علامة استشفاف المياه حيث تم، والتي تبين المسارات الخاصة بهم. عندما يعود التتبع إلى المياه السطحية، وهذا يغير ركان عدد من استشفاف في النظام، وعند إعادة الإفلات؟ تم تعيين إلى "إيقاف". وتظهر المؤامرة توزيع وقت الإقامة التراكمية هذا التغيير عن طريق التآمر نسبة عدد استشفاف ما تبقى في السرير الرواسب في العدد الأولي بوصفها وظيفة من الزمن. إذا إعادة قطرة؟ هو "على" ثم يتم استبدال استشفاف أن ترك النظام بنفس الطريقة تدفق مرجح كما الجزيئات الأصلية، ويتم تعطيل المؤامرة تراكمية. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| اسم المعلمة | الوحدات | تعريف | السطح البيني | Mousedrop | ||
| امدا (λ) | سم | الطول الموجي للbedform (انظر الشكل 1) </ td> |  | | ||
| BedformHeight (H) | سم | ضعف السعة bedform (انظر الشكل 1) | | | ||
| BedDepth (D) | سم | عمق الرواسب (انظر الشكل 1) | | | ||
| HydrCond (K) | سم / ث | التوصيل الهيدروليكي | | | ||
| المسامية (θ) | المسامية | | | |||
| ChannelVelocity (U) | سم / ث | السرعة المتوسطة في المياه السطحية أو قناة | | | ||
| العمق (د) | سم | عمق المياه (انظر الشكل 1) | | | ||
| منحدر (S) | المنحدر من bedforms والمياه السطحية | | <tد> ||||
| NumParticles | عدد الجزيئات التي تطلق في النظام. | | ||||
| تيميكس (TIME1، Time2 ..) | دقيقة | الوقت الذي يحدث كل تغيير اللون | | |||
| أزرار المحاكاة | تعريف | السطح البيني | Mousedrop | |||
| نصب | تعيين لتصل المحاكاة باستخدام المعلمات هو موضح | | | |||
| اذهب / إيقاف | يبدأ ويتوقف المحاكاة | | | |||
| خطوة | النقر خطوة يسبب خطوة واحدة لتمرير الوقت. هذا يسمح للمستخدمين لإبطاء رمز ونرى بالضبط ما يحدث في 100 ثانية. | | ||||
| مسارات واضحة | مسح كل ما مسارات الجسيمات الزرقاء من الشاشة | | | |||
| تقدم إلى المرة القادمة | يؤدي هذا البرنامج لتشغيل حتى وقت تغيير لون المقبل (تيميكس) | | ||||
| الماوس الإفلات | يجب النقر على هذا الزر قبل أن توضع الجسيمات في باطن الأرض من خلال النقر على مواقع في باطن الأرض. | | ||||
| إظهار مسارات؟ | إذا إظهار مسارات؟ هو "على" جزيئات الماء تترك أثرا من الاداء الأزرق حيث أنها كانت (انظر الشكل 1). | | | |||
| إعادة إسقاط؟ | إذا إعادة قطرة؟ هو "على" يتم استبدال الجسيمات بطريقة المرجح التدفق لكل جسيم، الذي يخرج من النظام، ولا تعمل المؤامرة تراكمية. عندما الحزب شركة كلي مخارج منطقة hyporheic عدد الجزيئات في نظام النقصان إذا إعادة قطرة؟ هو "إيقاف" (انظر الشكل 1). | | ||||
الجدول 1. Hyporheic المعلمات ومحاكاة عناصر التحكم. كل معلمة، زر، والمنزلق التي يمكن تعديلها من قبل المستخدم يرد في هذا الجدول إلى جانب التعريف.
في هذه المحاكاة، عمليتين تحفز سرعة السائل في سرير الرمل. ومن المقرر أن تفاعلات تدفق تيار مع bedforms الأولى. رئيس السرعة في واجهة الماء / الرواسب الناجمة عن bedforms هو أيضا الجيبية تقريبا، وتحول من الطول الموجي الربع من bedform نفسه 22. وقد يقترب من السعة وظيفة رئيس السرعة في واجهة سطح تحت سطح الأرض من القياسات إلى 16:
<p class="jove_content" fo:keep-together.within-pa جنرال الكتريك = "دائما"> المعادلة 2:
حيث U هي متوسط سرعة المياه السطحية، ز هو ثابت الجاذبية، ود هو عمق الماء (كما هو موضح في الشكل رقم 1). ثم يتم إعطاء وظيفة رئيس السرعة من قبل:
المعادلة 3: 
ويمكن بعد ذلك وظيفة رئيس استخدامها لحساب المكون القائم على bedform وظائف تحت السطحية سرعة عن طريق حل معادلة لابلاس مع عمق سرير الرمل ثابت 20. يتم تحديد العنصر الثاني من سرعة porewater من قبل المنحدر من النظام، S، والتي تتطابق مع رئيس التدرج الجاذبية التي العوائد تتدفق في اتجاه المصب النسبي لق / ftp_upload / 53285 / 53285eq_S_inline.jpg "/> وظائف النهائية لporewater السرعة هي:
المعادلة 4: 
المعادلة 5: 
حيث ش هو عنصر السرعة الطولي، والخامس هو عنصر السرعة العمودي، K هو متوسط معامل التوصيل الهيدروليكي من الرواسب، هو متوسط المسامية من الرواسب، Y هو عمودي تنسيق، وD هو عمق الرواسب.
تم إنشاؤها المحاكاة تتبع الجسيمات، التي تستخدم NetLogo لغة النمذجة والمحاكاة منصة 23. في تطبيقات اثنين (Mousedrop.nlogo وInterface.nlogo) استخدام هذه المعادلات لنمذجة HYPتدفق orheic بنفس المحاكاة الأساسية. الفرق الأساسي هو أن المواقع الأولية للجسيمات التتبع. Mousedrop يسمح للمستخدم لوضع التتبع محاكاة أي مكان داخل باطن الأرض. وتستخدم المعادلات تحت السطحية سرعة 4 و 5 لتحريك التتبع لمحاكاة التجارب حقن الصبغة. في واجهة، ويتم وضع التتبع دائما على طول الحدود سطح / تحت السطح بطريقة التمويه المرجحة. هذا يحاكي تسليم المواد الذائبة وعلقت من المياه السطحية في porewater، وهو أمر حاسم لفهم الصرف hyporheic. ثم ينتقل التتبع داخل باطن الأرض حتى تصل مرة أخرى في مياه النهر. تتبع مسارات الصبغة في المسايل ومحاكاة مسارات باستخدام NetLogo تعطي يبسط من flowfield، طالما أن الظروف تدفق وbedform التشكل تبقى ثابتة خلال فترة المراقبة. Interface.nlogo يخلق التراكمي توزيع وقت الإقامة، مما يدل على نسبة عددالجسيمات التتبع المتبقية في الرواسب إلى العدد الأولي من الجسيمات التتبع وضعت في وقت 0 بوصفها وظيفة من الزمن.
كما نوقش في دراسة الأدب الحديث 24، لا يزال هناك جدل كبير داخل المجتمع البحوث التربوية حول المزايا النسبية من التدريب العملي على التجارب المعملية مقابل مختبرات المحاكاة والنماذج الحاسوبية. من ناحية، يشعر البعض أن "التدريب العملي على الخبرة هي في صميم التعلم" 25، والحذر أن الحجج لخفض التكاليف قد يساعد على استبدال التدريب العملي على الأنشطة المخبرية من قبل نماذج المحاكاة بالكمبيوتر، وذلك على حساب فهم الطالب 26. من ناحية أخرى، يرى بعض الباحثين في تعليم العلوم / الهندسة أن المحاكاة هي على الأقل بنفس فعالية التقليدية التدريب العملي على مختبرات 27، أو مناقشة فوائد الكمبيوتر المحاكاة في تعزيز المتمحورة حول الطالب "التعلم بالاكتشاف" 28. في حين لم يتم إعادة التوافقآلم، وخلص الباحثون إلى أن العديد، من الناحية المثالية، ينبغي أن المحاكاة الحاسوبية تكمل، بدلا من أن تحل محلها، والتدريب العملي على التجارب المعملية 29،30. وكانت هناك أيضا مبادرات في مجال العلم والتعليم الهندسي لزوجين في وقت واحد التجريب المادي والعالم الحقيقي الاستشعار مع المحاكاة الحاسوبية للظواهر. انظر على سبيل المثال، "نماذج ثنائية البؤرة" 31.
يمكن للطلاب اكتساب المعرفة المفهومية أعمق وفهم أفضل لعملية البحث العلمي من خلال التفاعل مع كل نظام مادي، والمحاكاة المعتمدة على الحاسوب من هذا النظام. ويشمل هذا الإجراء بعد أداء الطلاب تجربة النقل المذاب الذي يوضح الجاذبية والتي يسببها bedform تدفق الصرف hyporheic، وتتطابق الإعداد الخاصة بهم التجريبي الخاص والنتائج مع جهاز محاكاة للظواهر نفسها. هذه المقارنة تسهل نتائج التعلم طالب الهامة، ومناقشة أعمق رإنه المنهج العلمي، والتفاعل بين نموذج / بناء نظرية والتحقق التجريبي من خلال جمع البيانات. بعد إجراء هذه المقارنة، يمكن للطلاب أيضا الاستفادة من فوائد المحاكاة التي تعتمد على الكمبيوتر لاستكشاف بسرعة العديد من السيناريوهات البديلة عن طريق تغيير معالم النموذج.
Protocol
Representative Results
Discussion
بالتزامن، تقدم المظاهرة وتتبع الجسيمات المحاكاة المسايل مقدمة شاملة إلى تدفق hyporheic لمجموعة من الجماهير. وقدم المشاركون من جميع المستويات أدلة بصرية لحدوث تبادل hyporheic الناجمة عن bedforms، وتباين قوي في مسارات التدفق تحت سطح الأرض تحت bedforms. ويمكن استخدام هذه الإجراءات كم?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This material is based upon work supported by National Science Foundation grants EAR-0810270, EAR-1215898, and EAR-1344280, as well as an NSF Graduate Research Fellowship.
Materials
| Flume | Engineering Laboratory Design | Custom | Laboratory flume with clear sides for 24-48 hours |
| Flowmeter | Rosemount | 8800 vortex | This is located inside the recirculation loop of the flume |
| Sand | US. Silica | F30 | Research-grade sand to form a layer 10-20 cm deep throughout the flume |
| Dye | Samples from food companies | Water-soluble food grade dye made into an aqueous solution. Dark colors like red, blue and green work best. (Avoid food dyes in propylene glycol) | |
| Syringe | HSW | 4100.000V0 | 5-10 mL, e.g. HSW Norm-Ject 2-part disposable syringe |
| Pipetting Needle | Cadence Science | 7942 | 14-gage, 6-in blunt end, to inject the dye deep into the sand. |
| Digital Camera | Any | Digital camera with steady tripod (Time lapse cameras can be used to collect rapid evenly spaced data.) We used a Nikon D7000. | |
| Ruler | Any | Transparent is best. | |
| Measuring Tape | Any | ||
| Netlogo Software | CCL | http://ccl.northwestern.edu/netlogo/ | |
| Mousedrop.nlogo | Netlogo Commons | 4259 | http://modelingcommons.org/browse/one_model/4259 |
| Interface.nlogo | Netlogo Commons | 4258 | http://modelingcommons.org/browse/one_model/4258 |
References
- Huettel, M., Webster, I. T., Bordeau, B. P., Jørgensen, B. B. . Porewater flow in permeable sediments. In: The benthic boundary layer: Transport processes and biogeochemistry. , 144-179 (2001).
- Bencala, K. E., Walters, R. A. Simulation of Solute Transport in a Mountain Pool-and-Riffle Stream – a Transient Storage Model. Water Resour Res. 19, 718-724 (1983).
- Williams, D. D., Hynes, H. B. N. Occurrence of Benthos Deep in Substratum of a Stream. Freshwater Biol. 4, 233-255 (1974).
- Benner, S. G., Smart, E. W., Moore, J. N. Metal Behavior during Surface Groundwater Interaction, Silver-Bow Creek, Montana. Environ Sci Technol. 29, 1789-1795 (1995).
- Fuller, C. C., Harvey, J. W. Reactive uptake of trace metals in the hyporheic zone of a mining-contaminated stream, Pinal Creek, Arizona. Environ Sci Technol. 34, 1150-1155 (2000).
- Jones, J. B., Mulholland, P. J. . Streams and Ground Waters. , (1999).
- McKnight, D. M., et al. Spectrofluorometric characterization of dissolved organic matter for indication of precursor organic material and aromaticity. Limnol Oceanogr. 46, 38-48 (2001).
- Mulholland, P. J., et al. Inter-biome comparison of factors controlling stream metabolism. Freshwater Biol. 46, 1503-1517 (2001).
- Peterson, B. J., et al. Control of nitrogen export from watersheds by headwater streams. Science. 292, 86-90 (2001).
- Goolsby, D. A., Battaglin, W. A. Long-term changes in concentrations and flux of nitrogen in the Mississippi River Basin, USA. Hydrol Process. 15, 1209-1226 (2001).
- Rabalais, N. N., Smith, L. E., Harper, D. E., Justic, D. Effects of seasonal hypoxia on continental shelf benthos. Coast Est S. 58, 211-240 (2001).
- Huettel, M., Gust, G. Impact of bioroughness on interfacial solute exchange in permeable sediments. Mar Ecol Prog Ser. 89, 253-267 (1992).
- Cardenas, M. B., Wilson, J. L., Haggerty, R. Residence time of bedform-driven hyporheic exchange. Adv Water Resour. 31, 1382-1386 (2008).
- Stonedahl, S. H., Harvey, J. W., Detty, J., Aubeneau, A., Packman, A. I. Physical controls and predictability of stream hyporheic flow evaluated with a multiscale model. Water Resour Res. 48, (2012).
- Stonedahl, S. H., Harvey, J. W., Wörman, A., Salehin, M., Packman, A. I. A multiscale model for integrating hyporheic exchange from ripples to meanders. Water Resour Res. 46, (2010).
- Wörman, A., Packman, A. I., Marklund, L., Harvey, J. W., Stone, S. H. Fractal topography and subsurface water flows from fluvial bedforms to the continental shield. Geophys Res Lett. 34, (2007).
- Tonina, D., Buffington, J. M. A three-dimensional model for analyzing the effects of salmon redds on hyporheic exchange and egg pocket habitat. Can J Fish Aquat Sci. 66, 2157-2173 (2009).
- Elliott, A. H., Brooks, N. H. Transfer of nonsorbing solutes to a streambed with bed forms: Theory. Water Resour Res. 33, 123-136 (1997).
- Elliott, A. H., Brooks, N. H. Transfer of nonsorbing solutes to a streambed with bed forms: Laboratory experiments. Water Resour Res. 33, 137-151 (1997).
- Wörman, A., Packman, A. I., Marklund, L., Harvey, J. W., Stone, S. H. Exact three-dimensional spectral solution to surface-groundwater interactions with arbitrary surface topography. Geophys Res Lett. 33, (2006).
- Janssen, F., Cardenas, M. B., Sawyer, A. H., Dammrich, T., Krietsch, J., de Beer, D. A comparative experimental and multiphysics computational fluid dynamics study of coupled surface-subsurface flow in bed forms. Wat Resour Res. 48, (2012).
- Shen, H. W., Fehlman, H. M., Mendoza, C. Bed Form Resistances in Open Channel Flows. J Hydraul Eng-Asce. 116, 799-815 (1990).
- Ma, J., Nickerson, J. V. Hands-on simulated, and remote laboratories: A comparative literature review. Acm Comput Surv. 38, (2006).
- Nersessian, N. J. Conceptual change in science and in science education. Synthese. 80, 163-183 (1989).
- Magin, D., Kanapathipillai, S. Engineering students’ understanding of the role of experimentation. European Journal of Engineering Education. 25, 351-358 (2000).
- Shin, D., Yoon, E. S., Lee, K. Y., Lee, E. S. A web-based, interactive virtual laboratory system for unit operations and process systems engineering education: issues, design and implementation. Comput Chem Eng. 26, 319-330 (2002).
- Smith, P. R., Pollard, D. The Role of Computer-Simulations in Engineering-Education. Comput Educ. 10, 335-340 (1986).
- Gillet, D., Ngoc, A. V. N., Rekik, Y. Collaborative web-based experimentation in flexible engineering education. Ieee T Educ. 48, 696-704 (2005).
- Subramanian, R., Marsic, I. ViBE: Virtual biology experiments. Proceedings of the 10th international conference on World Wide Web. , 316-325 (2001).
- Blikstein, P., Fuhrmann, T., Greene, D., Salehi, S. Bifocal Modeling: Mixing Real and Virtual Labs for Advanced Science Learning. Proceedings of Idc 2012: The 11th International Conference on Interaction Design and Children. , 296-299 (2012).
- Freeze, R. A., Cherry, J. A. . Groundwater. , (1979).
- Todd, D. K., Mays, L. W. . Groundwater Hydrology. , (2005).
- Box, G. E., Draper, N. R. . Empirical Model-Building and Response Surfaces. , (1987).
- Flavell, J. H. Metacognition and cognitive monitoring: A new area of cognitive–developmental inquiry. American Psychologist. 34, 906 (1979).
- Bransford, J. D., Brown, A. L., Cocking, R. R. . How People Learn. , (2000).
- Pintrich, P. R. The role of metacognitive knowledge in learning, teaching, and assessing. Theor Pract. 41 (4), 219-225 (2002).
- Zohar, A., Ben David, A. Paving a clear path in a thick forest: a conceptual analysis of a metacognitive component. Metacogn Learn. 4, 177-195 (2009).
- Fox, A., Boano, F., Arnon, S. Impact of losing and gaining streamflow conditions on hyporheic exchange fluxes induced by dune-shaped bed forms. Water Resour Res. 50, 1895-1907 (2014).
- Norman, F. A., Cardenas, M. B. Heat transport in hyporheic zones due to bedforms: An experimental study. Water Resour Res. 50, 3568-3582 (2014).
- Precht, E., Huettel, M. Rapid wave-driven advective pore water exchange in a permeable coastal sediment. J Sea Res. 51, 93-107 (2004).
- Salehin, M., Packman, A. I., Paradis, M. Hyporheic exchange with heterogeneous streambeds: Laboratory experiments and modeling. Water Resour Res. 40, (2004).
- Cardenas, M. B., Wilson, J. L., Zlotnik, V. A. Impact of heterogeneity, bed forms, and stream curvature on subchannel hyporheic exchange. Water Resour Res. 40, (2004).
- Sawyer, A. H., Cardenas, M. B. Hyporheic flow and residence time distributions in heterogeneous cross-bedded sediment. Water Resour Res. 45, (2009).
- Boano, F., Camporeale, C., Revelli, R., Ridolfi, L. Sinuosity-driven hyporheic exchange in meandering rivers. Geophys Res Lett. 33, (2006).
- Cardenas, M. B. A model for lateral hyporheic flow based on valley slope and channel sinuosity. Water Resour Res. 45, (2009).
- Tonina, D., Buffington, J. M. Hyporheic exchange in gravel bed rivers with pool-riffle morphology: Laboratory experiments and three-dimensional modeling. Water Resour Res. 43, (2007).
- Harbaugh, A. W., Banta, E. R., Hill, M. C., McDonald, M. G. . MODFLOW-2000, the US Geological Survey modular ground-water model: User guide to modularization concepts and the ground-water flow process. , (2000).
