Hydrologie

Není divu, že hydrologie tak mohutné řeky, jakou je Mississippi, je předmětem intenzivního studia. V 19. století Mark Twain se značným důvtipem popsal, jak se lodivodi mississippských kolesových lodí spojili, aby provozovali společnou informační službu o měnících se podmínkách podél kanálu. Dnes je za práci na řece Mississippi zodpovědná říční komise, která považuje za účelné udržovat funkční model řeky v měřítku, aby její inženýři mohli testovat nové plány v miniaturním měřítku, než se pustí do nákladných projektů v plném měřítku. Ve dvacátých letech 20. století se totiž obecně věřilo, že o hydrologii řeky je známo dost a že bylo postaveno dost regulačních staveb, aby bylo možné řeku zkrotit. V roce 1927 pak přišla nejkatastrofálnější povodeň v historii údolí Mississippi. Zaplaveno bylo více než 23 000 čtverečních mil (59 600 km2) území. Na mnoha místech byly přerušeny komunikace, včetně silnic, železnice a telefonních služeb. Farmy, továrny a celá města se dočasně ocitly pod vodou. Bylo poškozeno obrovské množství majetku a nejméně 250 lidí přišlo o život. Říční inženýři se znovu podívali na hydrologii Mississippi.

NOAA

Od šílených podmínek v roce 1927 je pečlivě sledován průměrný odtok vody do dolního toku Mississippi jejími hlavními přítoky. Průměrný průtok hlavní řeky u Vicksburgu ve státě Mississippi je vypočítán na 570 000 krychlových stop (16 140 metrů krychlových) za sekundu. Asi 135 mil (215 km) po proudu od Vicksburgu je přibližně 25 % sedimentů a vody vypouštěné z řeky odváděno do řeky Atchafalaya prostřednictvím komplexu Old River (Old River Control Structures). Tyto statistiky však skrývají veledůležité výkyvy v průtoku řeky spojené s kolísavým stavem větších přítoků Mississippi.

Všeobecně řečeno, západní přítoky mají nejnepravidelnější průtokový režim. Dosahují jarního nebo časně letního maxima, které je až třikrát nebo čtyřikrát větší než jejich zimní příspěvek. Horní tok Mississippi a její přítoky dosahují maximálních průtoků přibližně ve stejnou dobu (březen-červen), kdy po tání sněhu následují časné letní deště. Zimní odtok z této oblasti je však také značný. Vrchol průtoku Ohia nastává o něco dříve. V Metropolis ve státě Illinois, těsně nad soutokem s Mississippi, je největší měsíční průtok obvykle zaznamenán v březnu, kdy Ohio může dodávat více než tři pětiny vody sledované za Vicksburgem na dolním toku řeky.

Ohio je tedy zodpovědné především za povodňové situace na dolním toku Mississippi, které mohou být zhoršeny takovými faktory, jako jsou časné deště na Velkých pláních, náhlé horko na začátku jara, které rozpustí severní sněhy, a silné lijáky v celém dolním údolí. Za takových podmínek dolní tok řeky vystoupí z břehů a vytvoří tlak na umělé hráze. Přítoky se vrátí zpět a vytvoří jezera na druhé straně těchto hrází. Proud, který běžně dosahuje maximálně 2 až 3,5 uzlů (2,5 až 4 míle za hodinu), se pak může na zúžených místech podél hlavního koryta zdvojnásobit. Tak například monitorovací stanice ve Vicksburgu, která při nízkém stavu vody v roce 1936 zaznamenala pouhých 93 800 krychlových stop (2 660 metrů krychlových) za sekundu, naměřila v následujícím roce při vysokém stavu vody 2 060 000 krychlových stop (58 330 metrů krychlových) za sekundu.

Na konci jara a začátkem léta 1993 došlo na Mississippi k další nevyhnutelné, ale nepředstavitelně velké povodni, tentokrát omezené na části řeky nad soutokem s Ohiem (který nebyl zaplaven). Mezi nejhůře postižené řeky patřily dolní toky Missouri, řeky Des Moines a Raccoon v Iowě a Mississippi mezi hranicemi Wisconsinu a Illinois a Cape Girardeau v Missouri. Povodně byly v této oblasti vyvolány vytrvalými dešti. Poprvé v zaznamenané historii se Mississippi a Missouri rozvodnily současně – navzdory 29 přehradám na Mississippi a 36 obřím nádržím na jejich přítocích. Hladina řeky Raccoon v Des Moines přesáhla o 7 stop (2,1 metru) předchozí maximum, což představovalo 500letou povodeň (povodeň tak velká, že se podle statistik vyskytuje přibližně jednou za 500 let; nebo že je pravděpodobnost, že k ní dojde v každém roce, jedna ku pěti stům). V mnoha částech Iowy nebyla úroda vůbec zaseta. Celkem bylo zaplaveno asi 15 milionů akrů (6,1 milionu hektarů) a protrženo 40 federálních hrází a 1 043 nefederálních hrází. Tato katastrofální povodeň mnohé naučila, že protipovodňové stavby, jako jsou hráze, protipovodňové zdi a přehrady, fungují při některých událostech, ale neposkytují dostatečnou ochranu před stoletými (nebo většími) povodněmi. Povodně v roce 1993 mnohé naučily, že těsná a úplná kontrola tak velkých řek, jako je Mississippi, není možná ani ekonomicky proveditelná. Od té doby je jasné, že „žít s řekou“ znamená přestěhovat domy, farmy a dokonce celá města mimo záplavová území a nechat tyto nížinné oblasti přirozeně zaplavovat.

Ve vodách a sedimentech řeky Mississippi byla zjištěna řada znečišťujících látek pocházejících z komunálních, průmyslových a zemědělských zdrojů. Organické sloučeniny a stopové kovy se vyskytují v relativně nízkých koncentracích; kromě látek přirozeně přítomných ve vodě pocházejí z průmyslových a komunálních odpadů a splachů ze zemědělských a městských oblastí. Vysoké koncentrace bakterií spojených s lidským odpadem však byly zjištěny níže po proudu od některých měst a byly přičítány nedostatečně vyčištěným odpadním vodám přitékajícím do řeky; bylo například zjištěno, že koncentrace níže po proudu od New Orleans jsou mnohonásobně vyšší než koncentrace nad městem. Znečišťující látky měly jen málo rozšířený vliv na složení populací bentických bezobratlých, které svědčí o změnách kvality vody. Vzorky vody odebrané v New Orleansu vykazovaly relativně vysoký obsah rozpuštěného kyslíku a nízkou biochemickou spotřebu kyslíku. Podle tohoto ukazatele lze tedy říci, že znečištění řeky je nízké

.