msiСовременная наука и инновацииModern Science and Innovations2307-910XNorth-Caucasus Federal University10.37493/2307-910X.2026.1.5msi-1827Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕTECHNICAL SCIENCES. INFORMATION, COMPUTING AND MANAGEMENTИсследование гидролитосферных процессов участка Архызский-1 Архызского месторождения питьевых подземных водStudy of hydro-lithospheric processes of the Arkhyzskiy-1 site of the Arkhyz drinking groundwater depositМеркуловаЕ. А.MerkulovaE. A.

Ekaterina A. Merkulova, Postgraduate Student, Department of Synergetics and Control Processes, Institute of Computer Technologies and Information Security, 

105/42, ул. Большая Садовая, Ростов-на-Дону, 344006

Ekaterina A. Merkulova, Postgraduate Student, Department of Synergetics and Control Processes, Institute of Computer Technologies and Information Security, 

105/42, Bolshaya Sadovaya st., Rostov-on-Don, 344006

emer@sfedu.ruЮжный федеральный университетРоссияSouthern Federal UniversityRussian Federation202604052026016976Copyright © Меркулова Е.А., 20262026Меркулова Е.А.Merkulova E.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://msi.elpub.ru/jour/article/view/1827

Рациональное использование подземных вод в условиях возрастающей рекреационной нагрузки требует детального изучения гидролитосферных процессов. Целью работы является исследование фильтрационных характеристик и разработка математической модели для участка Архызский-1 Архызского месторождения питьевых подземных вод. Материалы и методы. Основу исследования составили опытно-фильтрационные работы, выполненные в 2024 году на скважинах № 131-Э, 131-К-1 и 131-К-бис. Обработка данных выполнялась в соответствии с методиками аппроксимации передаточных функций распределенных объектов. На основе статических коэффициентов передачи определены интегральные параметры гидравлического взаимодействия скважин: D = 0,0135487; K = 0,00075576; Kp = 2,1019758. Построены графики пространственного распределения коэффициентов взаимодействия. Разработана математическая модель неустановившейся фильтрации для двухслойной среды, учитывающая перетекание между пластами, упругие свойства пород и воздействие добывающих скважин. Верификация модели на полевых данных подтвердила её адекватность. Полученные результаты и разработанная модель создают научно-методическую основу для оптимизации режима эксплуатации месторождения и планирования мероприятий по рациональному природопользованию в условиях возрастающей рекреационной нагрузки на регион.

The rational use of groundwater under conditions of increasing recreational pressure requires a detailed study of hydro-lithospheric processes. The aim of this work is to investigate filtration characteristics and develop a mathematical model for the Arkhyzskiy-1 site of the Arkhyz drinking groundwater deposit. The research is based on experimental filtration works carried out in 2024 at wells No. 131-E, 131-K-1 and 131-K-bis. Data processing was performed in accordance with methods of approximating transfer functions of distributed objects. Based on static transfer coefficients, integral parameters of hydraulic interaction between wells were determined: D = 0.0135487, K = 0.00075576, Kp = 2.1019758. Graphs of the spatial distribution of interaction coefficients were constructed. A mathematical model of unsteady filtration for a two-layer medium was developed, taking into account leakage between layers, elastic properties of rocks, and the impact of production wells. Model verification against field data confirmed its adequacy. The obtained results and the developed model provide a scientific and methodological basis for optimizing the field development regime and planning measures for rational environmental management under conditions of increasing recreational pressure on the region.

гидролитосферные процессыместорождение подземных водопытно-фильтрационные работыматематическое моделированиефильтрационные параметрыводоносный горизонтверификация моделейАрхызhydro-lithospheric processesgroundwater depositexperimental filtration worksmathematical modelingfiltration parametersaquifermodel verificationArkhyzReferencesМалков А. В., Першин И. М. Системы с распределёнными параметрами. Анализ и синтез. М.: Научный мир, 2012. 476 с.Malkov AV, Pershin IM. Distributed Parameter Systems. Analysis and Synthesis: monograph. Moscow: Nauchnyy mir, 2012. 476 p. (In Russ.).Дубогрей В. Ф., Королев Б. И., Малков А. В., Першин И. М., Першин М. И., Помеляйко И. С., Уткин В. А., Хмель В. В. Кисловодское месторождение углекислых минеральных вод: системный анализ, диагностика, прогноз и управление. М.: Наука, 2015. 283 с.Malkov AV, Pershin IM, Pershin MI, Pomelyayko IS, Utkin VA, Korolev BI, Dubogrey VF, Khmel VV. Kislovodsk deposit of carbonated mineral waters. System analysis, diagnostics, forecast and management. Moscow: Nauka, 2015. 283 p. (In Russ.).Першин И. М., Шестопалов М. Ю. Проектирование распределённых систем. Теория и практика: учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. Пятигорск: СКФУ, 2023. 252 с.Pershin IM, Shestopalov MY. Design of Distributed Systems. Theory and Practice: textbook. 2nd ed., rev. and suppl. Pyatigorsk: NCFU, 2023. 252 p. (In Russ.).Першин И. М., Веселов Г. Е., Першин М. И. Методы аппроксимации передаточных функций распределённых объектов // Системный синтез и прикладная синергетика: сборник научных трудов VII Всероссийской научной конференции. Таганрог: ЮФУ, 2015. С. 106–117.Pershin IM, Veselov GE, Pershin MI. Methods of approximation of transfer functions of distributed objects. In: System synthesis and applied synergetics: collection of scientific papers of the VII AllRussian Scientific Conference. Taganrog: SFU. P. 106-117. (In Russ.).Першин М. И. Особенности распределенных объектов // Материалы научно-практической конференции «Университетская наука – региону». Пятигорск: СКФУ, 2017. С. 138–143.Pershin MI. Features of distributed objects. In: Materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference "University Science to the Region". Pyatigorsk: NCFU, 2017. P. 138-143. (In Russ.).Першин И. М., Малков А. В., Криштал В. А. Построение системы управления параметрами эксплуатации системы добычи минеральной воды регионе КМВ // Современная наука и инновации. 2013. № 1 (1). С. 17–23.Pershin IM, Malkov AV, Krishtal VA. Construction of a control system for operation parameters of mineral water extraction system in the CMS region. Modern Science and Innovations. 2013;1(1):17-23. (In Russ.).Першин И. М., Помеляйко И. С. Системный анализ экологического состояния зоны гипергенеза курорта Кисловодска // Вестник Северо-Кавказского федерального университета. 2013. № 3 (36). С. 74–80.Pershin IM, Pomelyayko IS. System analysis of the ecological state of the hypergenesis zone of the Kislovodsk resort. Newsletter of North-Caucasus Federal University. 2013;3(36):74-80. (In Russ.).Бондин И. А. Системный анализ гидролитосферных процессов Ессентукского месторождения минеральных подземных вод (Новоблагодарненский участок) // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. 2025. № 2. С. 5–15.Bondin IA. System analysis of hydrolithospheric processes of the Essentuki mineral groundwater deposit (Novoblagodarnensky site). Bulletin of the Saint Petersburg State University of Technology and Design. 2025;2:5-15. (In Russ.).Першин И. М., Кузьмин Н. Н., Малков А. В. Формирование целевых функций в задачах управления гидролитосферными процессами // 5-я Российская мультиконференция по проблемам управления: Сборник материалов конференции «Информационные технологии в управлении» (ИТУ-2012). Санкт-Петербург: Электроприбор, 2012. С. 622–632.Pershin IM, Kuzmin NN, Malkov AV. Formation of objective functions in the tasks of managing hydrolithospheric processes. In: 5th Russian Multiconference on Control Problems: Collection of materials conference "Information Technologies in Management" (ITM-2012). St. Petersburg: Elektropribor, 2012. P. 622-632. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.