Проведение теплофизического моделирования является основополагающим этапом при проектировании в районах распространения многолетнемерзлых грунтов. На сегодняшний день данный вид расчетов хорошо изучен и реализуется различными программными комплексами на основе численных методов. При строительстве объектов топливно-энергетического комплекса существует обязательное требование, заключающееся в проведении подобного расчета на весь срок эксплуатации объекта. В работе представлены результаты исследований состояния многолетнемерзлых грунтов в основании водозаборного сооружения ковшового типа в районе р. Тас-Юрях (Восточный блок Среднеботуобинского нефтегазоконденсатного месторождения). Математическое моделирование глубины оттаивания грунтов в основании водозаборного сооружения от отепляющего воздействия воды выполнено с помощью программного обеспечения Temp/W из комплекса GeoStudio, в котором используется метод конечных элементов. Прогноз на конечный срок службы сооружения составлялся на основании исследований изменения температур в водоеме и на поверхности грунта. При решении геокриологических задач численными методами важную роль играет задание граничных условий. В настоящий момент разработаны многочисленные методики адекватного задания верхнего граничного условия модели. Заданию же нижнего граничного условия уделялось гораздо меньше внимания, несмотря на значительное влияние данного аспекта на результаты расчетов: при приближении теплового влияния от сооружения к нижней границе модели результаты становятся некорректными. Актуальность работы заключается в анализе результатов определения глубины оттаивания в зависимости от вариативности нижнего граничного условия модели. Сделаны выводы о требуемом наборе входящих данных, необходимых для объективного решения данной задачи.

1. Бондарик Г.К., Пендин В.В., Ярг Л.А., 2015. Инженерная геодинамика. КДУ, Москва.
2. Болдырев Г.Г., Идрисов И.Х., 2021. Методы исследования механических свойств мерзлых грунтов. OOO «Прондо», Москва.
3. Ершов Э.Д. (ред.), 1990. Общая геокриология. Недра, Москва.
4. Ершов Э.Д. (ред.), 1999. Основы геокриологии. Изд-во МГУ, Москва.
5. Зарецкий Ю.К., 1988. Вязкопластичность грунтов и расчеты сооружений. Стройиздат, Москва.
6. Клещеев К.А., Шеин В.С., 2010. Нефтяные и газовые месторождения России. Книга вторая. Азиатская часть России. Изд-во Всероссийского научно-исследовательского геологического нефтяного института, Москва.
7. Королев В.А., 2013. Инженерная защита территорий и сооружений. КДУ, Москва.
8. Кудрявцев С.А., Сахаров И.И., Парамонов В.Н., 2014. Промерзание и оттаивание грунтов (практические примеры и конечноэлементные расчеты). Изд-во группы компаний «Геореконструкция», Санкт-Петербург.
9. Научно прикладной справочник по климату СССР, 1989. Серия 3. Многолетние данные. Книга 1. Выпуск 24. Якутская АССР. Гидрометеоиздат, Ленинград.
10. Пендин В.В., Ганова С.Д., 2009. Геоэкологический мониторинг территорий расположения объектов транспорта газа в
криолитозоне. Изд-во ОАО «ПНИИИС», Москва.
11. Пендин В.В., Подборская В.О., Дубина Т.П., 2016. Мерзлотоведение. Изд-во Московского государственного геологоразведочного университета, Москва.
12. Примаков С.С., Забора И.В., 2019. Определение границ микроклиматических характеристик при расчете параметров теплообмена в процессе адаптации геокриологической модели. Вестник Тюменского государственного университета.
Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика, Том 5, № 4(20), с. 79–97, https://doi.org/10.21684/2411-7978-2019-5-4-79-97.
13. Роман Л.Т., 2002. Механика мерзлых грунтов. Наука/Интерпериодика, Москва.
14. Роман Л.Т., Котов П.И., Царапов М.Н., 2016. Модуль деформации мерзлых грунтов при компрессионных испытаниях. Основания, фундаменты и механика грунтов, Том 53, № 5, с. 357–363.
15. Сивцева А.И., Мостахов С.Е., Дмитриева З.М., 1990. География Якутской АССР. Якутское книжное издательство, Якутск.
16. Ткаченко Е.И., 2006. Исследование тепловых задач для сред с изменением агрегатного состояния на основе новой формулировки нижнего граничного условия. Дис. … канд. техн. наук, Тюменский государственный университет, Тюмень.
17. Хрусталев Л.Н., 2024. Основы геотехники в криолитозоне. ИНФРА-М, Москва.
18. Andersland O.B., Ladanyi B., 2004. Frozen ground engineering, 2nd edition. John Wiley and Sons, Hoboken, NY, USA.
19. Farouki O., 1986. Thermal properties of soils. Trans Tech Publications, Clausthal-Zellerfeld, Germany.
20. Heat and mass transfer modeling with GeoStudio, 2nd edition, 2018. Publishing house of the GEOSLOPE International Ltd., Calgary, Canada.
21. Harlan R., Nixon J., 1978. Ground thermal regime. Geotechnical engineering for cold regions. Chapter 3. McGraw-Hill, New York,
NY, USA, pp. 103–164.
22. Johnston G.H. (ed.), 1981. Permafrost: engineering design and construction. John Wiley and Sons, Toronto, Canada.
23. Muller S., 2008. Frozen in time: permafrost and engineering problems, in H.M. French, F.E. Nelson (eds). ASCE Press, Reston, VA, USA, https://doi.org/10.1061/9780784409893.
24. Morgenstern R., Roggensack N.D., Weaver W.S., 2011. The behavior of friction piles in ice and ice-rich soils. Canadian Geotechnical Journal, Vol. 17, No. 3, pp. 405–415, https://doi.org/10.1139/t80-047.
25. Morgenstern R., Nixon J., 2011. An analysis of the performance of a warm-oil pipeline in permafrost, Inuvik, N.W.T. Canadian Geotechnical Journal, Vol. 12, No. 2, pp. 199–208, https://doi.org/10.1139/t75-024.
26. Morgenstern R., Weaver S., 2011. Pile design in permafrost. Canadian Geotechnical Journal, Vol. 18, No. 3, pp. 357–370, https://doi.org/10.1139/t81-043.
27. Regehr J., Milligan C., Montufar J., Alfaro M., 2013. Review of effectiveness and costs of strategies to improve roadbed stability
in permafrost regions. Journal of Cold Regions Engineering, Vol. 27, Issue 3, pp. 109–131, https://doi.org/0.1061/(ASCE)CR.1943-
5495.0000054.
28. Saito H., Simunek J., 2009. Effects of meteorological models on the solution of the surface energy balance and soil temperature
variations in bare soils. Journal of Hydrology, Vol. 373, Issue 3–4, pp. 545–561, https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2009.05.019.

НАУМОВ М.А.*
Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе, г. Москва, Россия, naumovma@mgri.ru
Адрес: ул. Миклухо-Маклая, д. 23, г. Москва, 117997, Россия
ФОМЕНКО И.К.
Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе, г. Москва, Россия, ifolga@gmail.com
ГОРОБЦОВ Д.Н.
Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе, г. Москва, Россия, gorobtsovdn@mgri.com

Thermophysical modeling is an essential part of the design process in permafrost regions. Today, these types of calculations are well-studied and are implemented by various software packages using numerical methods. When constructing fuel and energy facilities, it is mandatory to carry out these calculations throughout the entire lifespan of the facility. The paper presents the results of studies on the state of permafrost under a bucket-type intake structure near the Tas-Yuryakh River (Eastern part of the Srednebotuobinskoye oil, gas and condensate field). Mathematical modeling of soil thaw depth at the base of the structure due to the heating effect of the water was carried out using the Temp/W software from the GeoStudio package, which employs the finite element method. The forecast for the remaining service life of the structure was based on studies of temperature changes in the reservoir and on the surface of the soil. When solving geocryological problems, setting boundary conditions is essential. Numerous methods have been developed to adequately specify the upper boundary condition of the model. Much less attention has been paid to specifying the lower boundary condition, despite its significant influence on the calculation results. When the thermal influence from the structure approaches the lower boundary of the model, the results become inaccurate. The relevance of this work lies in analyzing the results of determining the thawing depth, depending on the variability of the lower boundary condition in the model. Based on the analysis, conclusions are drawn about the required input data set for an objective solution to this problem.

1. Bondarik G.K., Pendin V.V., Yarg L.A., 2015. Engineering geodynamics. KDU, Moscow. (in Russian)
2. Boldyrev G.G., Idrisov I.Kh., 2021. Methods for studying the mechanical properties of frozen soils. Prondo LLC, Moscow. (in Russian)
3. Ershov E.D. (ed.), 1990. General geocryology. Nedra, Moscow. (in Russian)
4. Ershov E.D. (ed.), 1999. Fundamentals of geocryology. Publishing house of the Moscow State University, Moscow. (in Russian)
5. Zaretsky Yu.K., 1988. Viscoplasticity of soils and calculations of structures. Stroyizdat, Moscow. (in Russian)
6. Kleshcheev K.A., Shein V.S., 2010. Oil and gas fields of Russia. Asian part of Russia. Publishing house of the All-Russian Research Geological Oil Institute, Moscow. (in Russian)
7. Korolev V.A., 2013. Engineering protection of territories and structures. KDU, Moscow. (in Russian)
8. Kudryavtsev S.A., Sakharov I.I., Paramonov V.N., 2014. Freezing and thawing of soils (practical examples and finite element calculations). Publishing house of the “Georekonstrukciya” group of companies, Saint Petersburg. (in Russian)
9. Scientific and applied reference book on the climate of the USSR, 1989. Series 3. Long-term data. Book 1. Issue 24. Yakut
Autonomous Soviet Socialist Republic. Gidrometeoizdat, Leningrad. (in Russian)
10. Pendin V.V., Ganova S.D., 2009. Geoecological monitoring of territories of gas transportation facilities in the cryolithozone. Publishing house of the Production and Research Institute for Engineering Surveys in Construction OJSC, Moscow. (in Russian)
11. Pendin V.V., Podborskaya V.O., Dubina T.P., 2016. Permafrost science. Publishing house of Moscow State Geological Prospecting
University, Moscow. (in Russian)
12. Primakov S.S., Zabora I.V., 2019. Determining the boundaries of microclimatic characteristics when calculating heat exchange
parameters during adaptation of the geocriological model. Tyumen State University Herald. Physical and Mathematical Modeling.
Oil, Gas, Energy, Vol. 5, No. 4(20), pp. 79–97, https://doi.org/10.21684/2411-7978-2019-5-4-79-97. (in Russian)
13. Roman L.T., 2002. Mechanics of frozen soils. Nauka/Interperiodika, Moscow. (in Russian)
14. Roman L.T., Kotov P.I., Tsarapov M.N., 2016. Modulus of deformation of frozen soils under compression tests. Osnovaniya,
Fundamenty i Mekhanika Gruntov, Vol. 53, No. 5, pp. 357–363. (in Russian)
15. Sivtseva A.I., Mostakhov S.E., Dmitrieva Z.M., 1990. Geography of the Yakut Autonomous Soviet Socialist Republic. Yakut book publishing house, Yakutsk. (in Russian)
16. Tkachenko E.I., 2006. Study of thermal problems for media with a change in the state of aggregation based on a new formulation of the lower boundary condition. PhD Thesis, Tyumen State University, Tyumen. (in Russian)
17. Khrustalev L.N., 2024. Fundamentals of geotechnics in the cryolithozone. INFRA-M, Moscow. (in Russian)
18. Andersland O.B., Ladanyi B., 2004. Frozen ground engineering, 2nd edition. John Wiley and Sons, Hoboken, NY, USA.
19. Farouki O., 1986. Thermal properties of soils. Trans Tech Publications, Clausthal-Zellerfeld, Germany.
20. Heat and mass transfer modeling with GeoStudio, 2nd edition, 2018. Publishing house of the GEOSLOPE International Ltd.,
Calgary, Canada.
21. Harlan R., Nixon J., 1978. Ground thermal regime. Geotechnical engineering for cold regions. Chapter 3. McGraw-Hill, New York,
NY, USA, pp. 103–164.
22. Johnston G.H. (ed.), 1981. Permafrost: engineering design and construction. John Wiley and Sons, Toronto, Canada.
23. Muller S., 2008. Frozen in time: permafrost and engineering problems, in H.M. French, F.E. Nelson (eds). ASCE Press, Reston, VA,
USA, https://doi.org/10.1061/9780784409893.
24. Morgenstern R., Roggensack N.D., Weaver W.S., 2011. The behavior of friction piles in ice and ice-rich soils. Canadian Geotechnical Journal, Vol. 17, No. 3, pp. 405–415, https://doi.org/10.1139/t80-047.
25. Morgenstern R., Nixon J., 2011. An analysis of the performance of a warm-oil pipeline in permafrost, Inuvik, N.W.T. Canadian
Geotechnical Journal, Vol. 12, No. 2, pp. 199–208, https://doi.org/10.1139/t75-024.
26. Morgenstern R., Weaver S., 2011. Pile design in permafrost. Canadian Geotechnical Journal, Vol. 18, No. 3, pp. 357–370, https://doi.org/10.1139/t81-043.
27. Regehr J., Milligan C., Montufar J., Alfaro M., 2013. Review of effectiveness and costs of strategies to improve roadbed stability
in permafrost regions. Journal of Cold Regions Engineering, Vol. 27, Issue 3, pp. 109–131, https://doi.org/0.1061/(ASCE)CR.1943-
5495.0000054.
28. Saito H., Simunek J., 2009. Effects of meteorological models on the solution of the surface energy balance and soil temperature
variations in bare soils. Journal of Hydrology, Vol. 373, Issue 3–4, pp. 545–561, https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2009.05.019.

MIKHAIL A. NAUMOV*
Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting; Moscow, Russia; naumovma@mgri.ru
Address: Bld. 23, Miklouho-Maclay St., 117997, Moscow, Russia
IGOR K. FOMENKO
Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting; Moscow, Russia; ifolga@gmail.com
DENIS N. GOROBTSOV
Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting; Moscow, Russia; gorobtsovdn@mgri.com