Эксплуатация месторождений минеральных вод требует их рационального использования. Чтобы избежать ухудшения качества воды и нарушения гидродинамических процессов месторождений, необходима единая система мониторинга и управления процессом добычи природных ресурсов. В связи с этим ставится задача разработки системы автоматизированного управления, способной анализировать происходящие изменения и вносить корректировки в параметры добычи. Однако современные методы моделирования гидрогеологических объектов имеют ряд недостатков и требуют серьезного анализа для получения достоверных результатов моделирования. В ходе исследования были рассмотрены методы моделирования гидрогеологических систем, реализованные на месторождениях Кавминвод (КМВ). Основное направление развития получили методы, использующие фильтрационное моделирование. Рассмотрены такие уравнения, описывающие процессы геофильтрации, как двумерные и трехмерные. Описаны особенности применения трех моделей с учетом строения и расположения водоносных горизонтов и грунтовых вод. Произведен учет изменения вертикального скоростного компонента потока между водоносными горизонтами и горизонтом грунтовых вод. Представлены значения погрешностей моделирования по каждому методу. Результаты исследования представляют конструктивные и физические параметры рассмотренных моделей, реализованных на гидрогеологических объектах региона КМВ. Модели имеют допустимую погрешность, определенную на основе сравнения значений модельного эксперимента с полученными на реальных объектах данными, в связи с чем сделан вывод о их эффективности в решении данного класса задач. Для повышения достоверности результатов необходим учет количества пластов, их состава, структуры, целостности, и, кроме того, включение параметров, учитывающих их взаимное влияние.