Hidrologie

Nu este surprinzător faptul că hidrologia unui fluviu atât de puternic ca Mississippi a fost subiectul unor studii intense. În secolul al XIX-lea, Mark Twain a descris cu mult spirit modul în care piloții vaselor cu roți cu palete de pe Mississippi s-au unit pentru a gestiona un serviciu comun de informare cu privire la condițiile în schimbare de-a lungul canalului. În prezent, Comisia Fluviului Mississippi este responsabilă pentru lucrările de pe râu și consideră că merită să mențină un model la scară funcțională al râului, astfel încât inginerii săi să poată testa noi planuri în miniatură înainte de a se lansa în proiecte costisitoare, la scară reală. Într-adevăr, în anii 1920 se credea, în general, că se cunoștea suficient despre hidrologia râului și că se construiseră suficiente structuri de control pentru a îmblânzi râul. Apoi, în 1927, a avut loc cea mai dezastruoasă inundație din istoria înregistrată în valea inferioară a Mississippi. Mai mult de 23.000 de mile pătrate (59.600 km pătrați) de teren au fost inundate. Comunicațiile, inclusiv drumurile și serviciile feroviare și telefonice, au fost întrerupte în multe locuri. Ferme, fabrici și orașe întregi au ajuns temporar sub ape. O cantitate imensă de bunuri a fost avariată, iar cel puțin 250 de persoane și-au pierdut viața. Inginerii fluviali au aruncat o altă privire asupra hidrologiei fluviului Mississippi.

De la condițiile ciudate din 1927, debitul mediu de apă în cursul inferior al fluviului Mississippi de către principalii săi afluenți a fost atent monitorizat. Debitul mediu al râului principal la Vicksburg, Mississippi, este calculat la 570.000 de picioare cubice (16.140 de metri cubi) pe secundă. La aproximativ 215 km (135 mile) în aval de Vicksburg, aproximativ 25 % din descărcarea de sedimente și apă a râului este deviată în râul Atchafalaya prin complexul Old River (structurile de control Old River). Cu toate acestea, aceste statistici ascund variații cu totul importante ale debitului râului legate de starea fluctuantă a afluenților mai mari ai Mississippi.

În general, afluenții vestici au regimurile de debit cele mai neregulate. Aceștia ating un vârf primăvara sau la începutul verii care este de până la trei sau patru ori mai mare decât contribuția lor de iarnă. Partea superioară a Mississippi și afluenții săi ating debitul maxim cam în aceeași perioadă (martie-iunie), când zăpezile care se topesc sunt urmate de ploile de la începutul verii. Cu toate acestea, scurgerea de iarnă din această zonă este, de asemenea, substanțială. Vârful debitului din Ohio are loc puțin mai devreme. La Metropolis, Illinois, chiar deasupra confluenței cu Mississippi, cel mai mare debit lunar se înregistrează de obicei în martie, moment în care Ohio poate furniza mai mult de trei cincimi din apa monitorizată dincolo de Vicksburg, în cursul inferior al râului.

Astfel, Ohio este principalul responsabil pentru situațiile de inundații din partea inferioară a Mississippi, care pot fi agravate de factori precum ploile timpurii din Marile Câmpii, o perioadă bruscă de caniculă la începutul primăverii care topește zăpezile din nord și ploi torențiale în toată valea inferioară. În astfel de condiții, cursul inferior al fluviului va ieși din matcă și va exercita presiune asupra digurilor create de om. Afluenții vor refula și vor forma lacuri pe partea cealaltă a acelorași diguri. Curentul, care în mod normal nu depășește 2 până la 3,5 noduri (2,5 până la 4 mile pe oră), se poate dubla apoi în punctele de constrângere de-a lungul canalului principal. Astfel, de exemplu, stația de monitorizare de la Vicksburg, care, în 1936, la nivel scăzut al apei a înregistrat doar 93.800 de picioare cubice (2.660 de metri cubi) pe secundă, a măsurat 2.060.000 de picioare cubice (58.330 de metri cubi) pe secundă la nivel ridicat al apei în anul următor.

La sfârșitul primăverii și începutul verii anului 1993, o altă inundație inevitabilă, dar de neconceput, a avut loc pe Mississippi, de data aceasta limitată la părțile râului situate deasupra confluenței cu Ohio (care nu era în inundație). Printre cele mai afectate râuri s-au numărat cursurile inferioare ale Missouri, râurile Des Moines și Raccoon din Iowa și Mississippi între granița Wisconsin-Illinois și Cape Girardeau, Missouri. Inundațiile au fost declanșate de ploile persistente din această regiune. Pentru prima dată în istoria înregistrată, Mississippi și Missouri au fost inundate în același timp – în ciuda celor 29 de baraje de pe Mississippi și a celor 36 de rezervoare gigantice de pe afluenții lor. Râul Raccoon din Des Moines a depășit cu 7 picioare (2,1 metri) maximul anterior, ceea ce a constituit o inundație de 500 de ani (o inundație atât de mare încât se produce, din punct de vedere statistic, doar o dată la 500 de ani; sau are o șansă din cinci sute de a se produce în orice an). În multe părți din Iowa, culturile nu au fost niciodată plantate. În total, aproximativ 15 milioane de acri (6,1 milioane de hectare) au fost inundate, iar 40 de diguri federale și 1.043 de diguri nonfederale s-au rupt. Această inundație dezastruoasă i-a învățat pe mulți că structurile de control al inundațiilor, cum ar fi digurile, zidurile de protecție împotriva inundațiilor și barajele, funcționează pentru unele evenimente, dar nu reușesc să ofere suficientă protecție împotriva inundațiilor de 100 de ani (sau mai mari). Inundațiile din 1993 i-au învățat pe mulți că un control strâns și total al unor râuri atât de mari precum Mississippi nu este nici posibil, nici fezabil din punct de vedere economic. De atunci, a devenit clar că „a trăi cu râul” înseamnă să muți casele, fermele și chiar orașe întregi din câmpiile inundabile și să permiți ca aceste zone joase să se inunde în mod natural.

O varietate de poluanți, proveniți din surse municipale, industriale și agricole, au fost identificați în apele și sedimentele râului Mississippi. Compușii organici și oligoelementele de metale apar în concentrații relativ scăzute; pe lângă cei prezenți în mod natural în apă, aceștia provin din deșeurile industriale și municipale și din scurgerile din zonele agricole și urbane. Cu toate acestea, concentrații ridicate de bacterii asociate cu deșeurile umane au fost găsite în aval de unele orașe și au fost atribuite apelor uzate tratate necorespunzător care se varsă în râu; s-a constatat, de exemplu, că concentrațiile în aval de New Orleans sunt de multe ori mai mari decât cele de deasupra orașului. Poluanții au avut un efect puțin răspândit asupra compoziției populațiilor de nevertebrate bentice, care sunt un indicator al schimbărilor în calitatea apei. Probele de apă prelevate la New Orleans au arătat un conținut relativ ridicat de oxigen dizolvat și o cerere biochimică de oxigen scăzută. Astfel, după acest indice, se poate spune că poluarea râului este scăzută.

.