دانشگاه صنعتی مالک اشتر هیدروفیزیک 2476-7131 11 1 2025 08 23 Investigation of Oil Pollution Trends in the Karaj River Using Numerical Modeling بررسی روند تغییرات آلودگی نفتی در رودخانه کرج با استفاده از مدل‌سازی عددی 735159 FA محسن اسدی گروه مهندسی محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران. امیرحسین جاوید گروه مهندسی محیط زیست، واحدعلوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران سارا اله یاری بیک گروه فیزیک، دانشکده علوم و فناوری های همگرا، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران 0000-0002-5911-5502 میر مسعود خیرخواه زرکش سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (AREEO)، مؤسسه تحقیقات حفاظت خاک و آب‌خیزداری، تهران، ایران. Journal Article 2026 02 10 Oil pollution in surface waters and rivers is one of the most critical environmental challenges, with severe impacts on aquatic ecosystems and water quality. The Karaj River, as a major drinking water source for the city of Karaj and parts of Tehran, has experienced several diesel spill incidents in recent years. In this study, the spatial and temporal evolution of diesel‑induced oil pollution along a 3‑km reach of the Karaj River (Saroudaran–Bilqan section) is investigated using one‑dimensional numerical modeling in the MIKE 11 software. Flow is simulated by solving the continuity and momentum equations, while pollutant transport is modeled using the one‑dimensional advection–dispersion equation. The governing equations are solved numerically with the finite‑difference method and the implicit Abbott–Ionescu scheme. Two numerical scenarios are considered: an instantaneous diesel spill and a continuous spill with constant volume. In the instantaneous spill scenario, concentration changes exhibit a shock‑like behavior, with the pollutant concentration reaching a peak value of 29.5 mg/L about 10 seconds after the spill. Subsequently, under the combined effects of advection and decay (k = 0.0003 s⁻¹), the concentration decreases and reaches 12.6 mg/L at the downstream end of the study reach after approximately 1.5 minutes. In the continuous spill scenario, the upstream concentration is 0.2 mg/L; due to its more uniform temporal distribution and consistency with the mean flow velocity (U ≈ 3.3 m/s), the concentration approaches a quasi‑steady state more rapidly, attaining about 3.1 mg/L at the downstream boundary. Model evaluation shows that MIKE 11 achieves a good level of agreement with observations (R² = 0.88), predicting pollutant behavior with a relative error of less than 25%. These results indicate that numerical modeling is a reliable tool for risk assessment, water quality monitoring, and the design of emergency management systems for oil spill events in drinking‑water supply rivers in Iran. آلودگی نفتی آب‌های سطحی و رودخانه‌ها،از مهمترین چالش‌های محیط زیستی بوده و اثرات مخربی بر اکوسیستم و کیفیت آب داردرودخانه کرج از منابع تامین آب شرب کرج و تهران، طی سال‌های اخیر شاهد چندین رخداد نشت گازوئیل بوده است در تحقیق حاضرروند تغییرات مکانی/ زمانی آلودگی نفتی ناشی ازگازوئیل،درسه‌کیلومتری رودخانه کرج(سروداران ـ بیلقان)با استفاده از مدل‌سازی عددی یک‌بعدی در نرم افزار MIKE 11مورد بررسی قرار گرفتشبیه‌سازی جریان بر پایه حل معادلات پیوستگی و مومنتوم و شبیه‌سازی رفتار آلاینده بر اساس معادله انتقال–پخش یک‌بعدی وحل عددی معادلات حاکم با بهره‌گیری از روش تفاضلهای محدود و الگوی ضمنی Abbott–Ionescu صورت گرفت.دو سناریوی عددی شامل نشت آنی و نشت پیوسته گازوئیل با حجم ثابت شبیه‌سازی شد.نتایج نشان داد در سناریوی نشت آنیتغییرات غلظت در زمان رفتار شوک‌مانند داشته و غلظت آلاینده در حدود 10ثانیه پس از وقوع نشت به مقدار بیشینه Cmax=29.5mg/L می‌رسد و سپس تحت تأثیر فرآیندهای انتقال و زوال با ضریب عددی k=0.0003 کاهش یافته و پس از حدود 1/5 دقیقه به مقدار 12.6mg/Lدر پایین‌دست بازه مورد مطالعه می‌رسددر مقابل،در سناریوی نشت پیوسته، به‌دلیل توزیع زمانی یکنواخت‌تر آلاینده وهم‌زمانی با سرعت جریان متوسط U=3.3m/s،غلظت آلاینده سریع‌تر به شرایط شبه‌پایدار رسیده و مقدار آن در پایین‌دست به حدود 0.27mg/L کاهش می‌یابدبراساس تحلیل‌های عددی،مدل MIKE 11 با سطح انطباق  R^2 = 0.88 توانسته رفتار واقعی آلاینده را با اختلاف کمتر از ۲۵٪ پیش‌بینی نمایدونتایج بیانگر آن است که مدل‌سازی عددی می‌تواند ابزاری قابل اتکا برای تحلیل ریسک،پایش کیفی و طراحی سامانه‌های مدیریت بحران نشت آلودگی نفتی در رودخانه‌های تأمین‌کننده آب شرب ایران باشد.