Hidrológia

Nem meglepő, hogy egy olyan hatalmas folyó, mint a Mississippi hidrológiája intenzív tanulmányok tárgyát képezte. A 19. században Mark Twain meglehetős szellemességgel írta le, hogyan fogtak össze a Mississippi lapátkerekes hajóinak kormányosai, hogy közös információs szolgálatot működtessenek a csatorna mentén változó viszonyokról. Ma a Mississippi River Commission felelős a folyón folyó munkálatokért, és úgy véli, hogy érdemes fenntartani egy működő makettet a folyóról, hogy mérnökei miniatűrben tesztelhessék az új terveket, mielőtt belevágnának a drága, teljes léptékű projektekbe. Az 1920-as évekre ugyanis általánosan úgy vélték, hogy a folyó hidrológiájáról már eleget tudtak, és elég ellenőrző műtárgyat építettek ahhoz, hogy megzabolázzák a folyót. Aztán 1927-ben bekövetkezett a Mississippi alsó völgyének feljegyzett történelmének legsúlyosabb áradása. Több mint 23 000 négyzetmérföld (59 600 négyzetkilométer) területet öntött el a víz. A kommunikáció, beleértve az utakat, a vasúti és telefonos szolgáltatásokat is, sok helyen megszakadt. Farmok, gyárak és egész városok kerültek ideiglenesen víz alá. Hatalmas mennyiségű vagyontárgy károsodott, és legalább 250 ember vesztette életét. A folyómérnökök újra átnézték a Mississippi hidrológiáját.

Az 1927-es szörnyű állapotok óta gondosan nyomon követik a Mississippi alsó folyásába a főbb mellékfolyók által vezetett víz átlagos lefolyását. A Mississippi állambeli Vicksburgnél a fő folyó átlagos vízhozamát másodpercenként 570 000 köbméterre (16 140 köbméter) becsülték. Vicksburgtól mintegy 135 mérföldre (215 km) folyásirányban a folyó hordalék- és vízkibocsátásának körülbelül 25 százalékát az Old River Complexen (Old River Control Structures) keresztül az Atchafalaya folyóba terelik. Ezek a statisztikák azonban elrejtik a folyó vízhozamának mindent meghatározó változásait, amelyek a Mississippi nagyobb mellékfolyóinak ingadozó állapotához kapcsolódnak.

A nyugati mellékfolyókon a legszabályozatlanabb a vízhozam. Tavasszal vagy kora nyáron elérik a téli hozzájárulásuknak akár háromszor-négyszeresét is kitevő tavaszi vagy kora nyári csúcsot. A Mississippi felső folyása és mellékfolyói nagyjából ugyanabban az időben (március-június) érik el maximális vízhozamukat, amikor az olvadó havat kora nyári esők követik. Az erről a területről származó téli lefolyás azonban szintén jelentős. Az Ohio vízhozamának tetőzése valamivel korábban következik be. Az Illinois állambeli Metropolisnál, közvetlenül a Mississippivel való összefolyás felett, a legnagyobb havi vízhozamot általában márciusban regisztrálják, ekkor az Ohio a Vicksburg mellett az alsó folyónál megfigyelt víz több mint háromötödét adhatja.

Az Ohio tehát elsősorban az alsó Mississippi árvízi helyzetéért felelős, amelyet olyan tényezők súlyosbíthatnak, mint a korai esőzések a Nagy-síkságon, egy hirtelen kora tavaszi forróság, amely elolvasztja az északi havat, és heves felhőszakadások az egész alsó völgyben. Ilyen körülmények között az alsó folyó túllépi a partjait, és nyomást gyakorol az ember alkotta gátakra. A mellékfolyók feltorlódnak és tavakat képeznek a gátak túloldalán. Az általában legfeljebb 2-3,5 csomós (2,5-4 mérföld/óra) áramlás ekkor megduplázódhat a főcsatorna szűkült pontjain. Így például a vicksburgi megfigyelőállomás, amely 1936-ban alacsony vízállásnál másodpercenként mindössze 93 800 köbmétert (2 660 köbmétert) mért, a következő évben, a magas vízállásnál másodpercenként 2 060 000 köbmétert (58 330 köbmétert) mért.

1993 késő tavaszán és kora nyarán egy újabb elkerülhetetlen, de elképzelhetetlenül nagy áradás következett be a Mississippin, amely ezúttal a folyónak az Ohióval való összefolyás feletti részeire korlátozódott (amely nem volt árvízben). A legsúlyosabban érintett folyók közé tartozott a Missouri alsó szakasza, az iowai Des Moines és Raccoon folyók, valamint a Mississippi a Wisconsin-Illinois-i határ és a Missouri állambeli Cape Girardeau között. Az árvizeket a tartós esőzések váltották ki ebben a régióban. A feljegyzett történelem során először fordult elő, hogy a Mississippi és a Missouri egyszerre áradt el – a Mississippin lévő 29 gát és a mellékfolyóikon lévő 36 óriási víztározó ellenére. A Raccoon folyó Des Moines-ban 2,1 méterrel tetőzött, ami 500 éves árvíznek minősült (olyan nagy árvíz, amely statisztikailag csak 500 évente egyszer fordul elő, vagy egy az ötszázhoz az esélye, hogy bármelyik évben bekövetkezik). Iowa számos részén a termést nem tudták elvetni. Összesen mintegy 15 millió hektár (6,1 millió hektár) áradt el, és 40 szövetségi és 1043 nem szövetségi gát tört át. Ez a katasztrofális árvíz sokakat megtanított arra, hogy az olyan árvízvédelmi szerkezetek, mint a gátak, árvízvédelmi falak és gátak bizonyos események esetén működnek, de nem nyújtanak elegendő védelmet a 100 éves (vagy annál nagyobb) árvizek ellen. Az 1993-as árvíz sokakat megtanított arra, hogy a Mississippihez hasonló méretű folyók szoros és teljes ellenőrzése sem lehetséges, sem gazdaságilag nem kivitelezhető. Azóta világossá vált, hogy az “együttélés a folyóval” azt jelenti, hogy az otthonokat, tanyákat, sőt egész városokat kell áthelyezni az árterekről, és hagyni kell, hogy ezek az alföldi területek természetes módon áradjanak.

A Mississippi folyó vizében és üledékében számos, kommunális, ipari és mezőgazdasági forrásból származó szennyező anyagot azonosítottak. A szerves vegyületek és a nyomfémek viszonylag alacsony koncentrációban fordulnak elő; a vízben természetesen jelenlévő vegyületek mellett ezek az ipari és kommunális hulladékokból, valamint a mezőgazdasági és városi területekről lefolyó vízből származnak. Az emberi hulladékkal kapcsolatos baktériumok magas koncentrációját találták azonban néhány várostól lefelé, és a folyóba folyó nem megfelelően tisztított szennyvíznek tulajdonították; New Orleans-tól lefelé például a koncentráció többszöröse volt a város feletti koncentrációnak. A szennyezőanyagoknak kevéssé volt széleskörű hatása a fenékgerinctelen populációk összetételére, amelyek a vízminőség változását jelzik. A New Orleansnál vett vízminták viszonylag magas oldott oxigéntartalmat és alacsony biokémiai oxigénigényt mutattak. Így e mutató alapján a folyó szennyezettsége alacsonynak mondható.