水文学

ミシシッピ川のように強力な川の水文学が激しい研究の対象であったことは驚くには当たらない。 19世紀には、マーク・トウェインが、ミシシッピ川の水先案内人たちが結束して、水路沿いの状況の変化について共通の情報サービスを運営する様子を、非常に機知に富んだ言葉で表現しています。 今日、ミシシッピ川委員会は河川工事を担当し、エンジニアが高価な本格的プロジェクトに着手する前に新しい計画をミニチュアでテストできるよう、河川の実用スケールモデルを維持することに価値があると考えています。 実際、1920年代には、川の水文学は十分に解明され、川をコントロールする構造物も十分に建設されたと一般に考えられていた。 しかし、1927年、ミシシッピ川下流域の観測史上、最も悲惨な洪水が発生した。 23,000平方マイル（59,600平方キロメートル）以上の土地が浸水したのである。 道路や鉄道、電話などの通信手段は、多くの場所で切断された。 農場、工場、町全体が一時的に水中に沈んだ。 莫大な財産が被害を受け、少なくとも250人の命が失われた。 河川技師たちはミシシッピ川の水文学をもう一度見直した。

1927年の異常事態以来、主要支流によるミシシッピー下流の平均流量は慎重に監視され続けている。 ミシシッピ州ヴィックスバーグでの本流の平均流出量は、毎秒57万立方フィート（16,140立方メートル）と計算されます。 ヴィックスバーグから約135マイル（215km）下流では、川の土砂と水の流出の約25％がオールドリバー複合施設（オールドリバー制御構造物）を通ってアチャファラヤ川に迂回されています。 しかし、これらの統計には、ミシシッピ川の大きな支流の変動に関連した河川流量の重要な変動が隠されている。

概して、西側の支流は流量体制が最も不規則である。 春または初夏にピークを迎え、その流量は冬の流量の3倍から4倍となる。 ミシシッピ川上流域とその支流は、雪解け水の後に初夏の雨が降る3月から6月のほぼ同じ時期に最大流量に達する。 しかし、この地域からの冬の流出量も相当なものである。 オハイオの流れの頂点は、それより少し早く訪れる。 ミシシッピ川との合流点のすぐ上にあるイリノイ州メトロポリスでは、通常、3月に月間最大流量を記録し、その時、オハイオ州は、下流のヴィックスバーグを過ぎて監視されている水の5分の3以上を供給している可能性があります。

このように、オハイオ川はミシシッピ川下流域の洪水の状況を主に担っており、それは、大平原での早い雨、北部の雪を溶かす早春の突然の暑さ、谷下流域での豪雨といった要因によって悪化することがある。 このような状況下では、下流域の川は堤防を越え、人工の堤防に圧力をかけることになる。 そして、その堤防の向こう側に支流が逆流し、湖を形成する。 通常2〜3.5ノット（時速2.5〜4マイル）程度で流れる流れが、本流沿いの狭窄した地点では2倍になることがある。 たとえば、ヴィックスバーグの観測所では、1936年の干潮時には毎秒93,800立方フィート（2,660立方メートル）を記録しましたが、翌年の満潮時には毎秒260万立方フィート（58330立方メートル）を記録しています。

1993年の晩春から初夏にかけて、ミシシッピ川で、今回はオハイオ川との合流点より上流の部分（オハイオ川は氾濫していなかった）に限定して、不可避ではあるが想像を絶する大洪水が発生した。 最も被害が大きかったのは、ミズーリ川下流域、アイオワ州のデモイン川とラクーン川、そしてウィスコンシン州とイリノイ州の州境からミズーリ州ケープジラードまでのミシシッピ川であった。 この地域の持続的な雨によって洪水は引き起こされた。 ミシシッピ川には29のダムがあり、その支流には36の巨大な貯水池があるが、観測史上初めてミシシッピ川とミズーリ川が同時に氾濫したのである。 デモインのラクーン川は、それまでの最高水位を7フィート（2.1メートル）上回り、500年に一度の大洪水（統計的には500年に一度しか起こらない、あるいはどの年においても500分の1の確率で起こる大洪水）となった。 アイオワ州の多くの地域では、作物を植えることができませんでした。 全部で約1500万エーカー（610万ヘクタール）が浸水し、40の連邦堤防と1043の非連邦堤防が決壊した。 この大洪水は、堤防、洪水防止壁、ダムなどの洪水制御構造物が、ある種の洪水に対しては機能するが、100年（またはそれ以上）の洪水に対しては十分な防御を提供できないことを多くの人に教えた。 1993年の洪水は、ミシシッピ川のような大きな河川を厳重かつ完全にコントロールすることは不可能であり、経済的にも実現可能でないことを多くの人に教えた。 それ以来、「川とともに生きる」とは、住宅、農家、さらには町全体を氾濫原から移動させ、これらの低地が自然に氾濫するようにすることであることが明らかになった。

ミシシッピ川の水と堆積物には、自治体、工業、農業由来の様々な汚染物質が確認されている。 有機化合物や微量金属は比較的低い濃度で存在し、水中に自然に存在するものに加え、産業廃棄物や都市部からの流出物に由来している。 しかし、いくつかの都市の下流では、し尿に関連した高濃度の細菌が検出されており、これは下水処理が不十分な状態で川に流れ込んだためと考えられている。例えば、ニューオーリンズ下流の濃度は、都市上流の濃度の何倍にもなることが判明している。 水質の変化を示す底生無脊椎動物の個体数には、汚染物質の影響はあまり広がっていません。 ニューオーリンズで採取された水試料は、溶存酸素濃度が比較的高く、生物化学的酸素要求量が低いことが示されています。 したがって、この指標からすると、河川の汚染は低いといえるかもしれない

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