در حال حاضر استفاده از منابع آب زیرزمینی و دیگر منابع مانند نفت وگاز به یکی از اساسی ترین نیاز های بشر تبدیل شده است و به تبعیت از امکانات وعلم و فن آوری ها به طرق مختلف مورد استفاده قرار گرفته اند. اکنون با کاهش این منابع نیاز به استفاده دقیق تر و اصولی تر وبه تبع آن رفتار سنجی دقیق حرکت سیال در محیط متخلخل خاک محرز گردیده است. از طرف دیگر با رشد جمعیت و افزایش انتقال پساب های شهری به لایه های زیر سطحی زمین و بالا آمدن سطح این پساب ها، لزوم جمع آوری آنها از لایه زیر سطحی به یکی از نیازهای حیاتی تبدیل شده است. بنابراین رفتار سنجی دقیق حرکت سیال در محیط متخلخل برای برنامه ریزی چگونگی حذف آب از درون محیط متخلخل خاک یکی از اساسی ترین ارکان ادامه حیات جوامع شهری می باشد. لذا در تحقیق حاضر برای رفتار سنجی حرکت سیال در محیط متخلخل گام های زیر برداشته شده است: گام اول: رفتار سنجی و روند یابی هیدرولیکی در گستره بزرگ مقیاس برای کانال های زیرزمینی و ارائه مدل ریاضی تعیین پروفیل سطح آب و حل عددی معادلات حاصل به روش تربیع دیفرانسیل. گام دوم: توسعه فناوری گسسته سازی براساس تئوری های پیشرفته فازی و فازی متوازن و کاربردهای آن در بازسازی و استخراج اطلاعات آب های زیرزمینی و روش های بهینه سازی و ارائه روش جدید، "بهینه سازی فازی متوازن جمعیت پرندگان". گام سوم: اصلاح و توسعه تئوری جریان در محیط متخلخل در گستره ریز مقیاس با نگرش سه بعدی براساس غیر هم راستا بودن بردار جریان و بردار گرادیان هیدرولیکی با به کار گیری چنبره غیر کروی درجه چهار به عنوان مدل ریاضی. گام چهارم: طراحی و ساخت دستگاه جهت تشخیص گرادیان هیدرولیکی سه بعدی براساس مدل ریاضی ارائه شده و تعیین گرادیان های هیدرولیکی به وجود آورنده جریان در محیط متخلخل در هر راستا در لحظه شروع جریان و ایجاد حلقه اتصال بین حالات ممکن جریان بر اساس خصوصیات فیزیکی محیط متخلخل و حالات نظیر بر اساس گرادیان های هیدرولیکی محرک.