Hydrologi

Det är inte förvånande att hydrologin i en så mäktig flod som Mississippifloden har varit föremål för intensiva studier. På 1800-talet beskrev Mark Twain med stor humor hur piloterna på Mississippis roddbåtar slog sig samman för att driva en gemensam informationstjänst om förändrade förhållanden längs kanalen. I dag ansvarar Mississippi River Commission för arbetet med floden och anser att det är värt att upprätthålla en fungerande skalmodell av floden så att dess ingenjörer kan testa nya planer i miniatyr innan de ger sig i kast med dyra, fullskaliga projekt. På 1920-talet trodde man faktiskt allmänt att man visste tillräckligt mycket om flodens hydrologi och att man hade byggt tillräckligt många kontrollstrukturer för att ha tämjt floden. År 1927 inträffade sedan den mest katastrofala översvämningen i den nedre Mississippidalens historia. Mer än 59 600 kvadratkilometer land översvämmades. Kommunikationerna, inklusive vägar, järnvägar och telefontjänster, bröts på många ställen. Gårdar, fabriker och hela städer hamnade tillfälligt under vatten. En enorm mängd egendom skadades och minst 250 personer miste livet. Flodingenjörerna tog en ny titt på Mississippis hydrologi.

Sedan de exceptionella förhållandena 1927 har medelvattenflödet till nedre delen av Mississippi från dess större bifloder övervakats noggrant. Medelflödet i huvudfloden vid Vicksburg, Mississippi, beräknas till 570 000 kubikfot (16 140 kubikmeter) per sekund. Ungefär 215 km nedströms från Vicksburg avleds cirka 25 procent av flodens sediment- och vattenutsläpp till Atchafalaya-floden genom Old River Complex (Old River Control Structures). Denna statistik döljer dock viktiga variationer i flodflödet som är kopplade till det fluktuerande tillståndet i Mississippis större bifloder.

I stort sett är det de västra bifloderna som har de mest oregelbundna flödesregimerna. De når en topp på våren eller försommaren som är upp till tre eller fyra gånger så stor som deras vinterbidrag. Övre Mississippi och dess bifloder når sitt maximala flöde ungefär samtidigt (mars-juni), när smältande snö följs av tidiga sommarregn. Vinteravrinningen från detta område är dock också betydande. Ohio har sin högsta flödestopp något tidigare. Vid Metropolis, Illinois, strax ovanför sammanflödet med Mississippi, registreras vanligtvis det största månatliga flödet i mars, då Ohio kan ge mer än tre femtedelar av det vatten som övervakas förbi Vicksburg i den nedre delen av floden.

Ohio är alltså huvudansvarig för översvämningssituationerna i nedre Mississippi, som kan förvärras av sådana faktorer som tidiga regn på de stora slätterna, en plötslig värmeperiod i början av våren som gör att snön i norr smälter och kraftiga skyfall i hela den nedre dalen. Under sådana förhållanden kommer floden att stiga över sina stränder och utöva tryck mot de konstgjorda vallarna. Biflöden kommer att strömma tillbaka och bilda sjöar på andra sidan av dessa dämmen. Strömmen, som normalt inte går mer än 2 till 3,5 knop (2,5 till 4 miles i timmen), kan då fördubblas på trånga ställen längs huvudfåran. Till exempel uppmätte övervakningsstationen i Vicksburg, som vid lågvatten 1936 uppmätte så lite som 93 800 kubikfot (2 660 kubikmeter) per sekund, 2 060 000 kubikfot (58 330 kubikmeter) per sekund vid högvatten året därpå.

I slutet av våren och början av sommaren 1993 inträffade ytterligare en oundviklig men ofattbart stor översvämning på Mississippi, denna gång begränsad till de delar av floden som ligger ovanför sammanflödet med Ohio (som inte var översvämmad). Bland de värst drabbade floderna fanns Missouris nedre lopp, Des Moines- och Raccoon-floderna i Iowa samt Mississippi mellan gränsen mellan Wisconsin och Illinois och Cape Girardeau i Missouri. Översvämningarna utlöstes av ihållande regn i denna region. För första gången i historien översvämmades Mississippi och Missouri samtidigt – trots de 29 dammarna i Mississippi och de 36 jättelika reservoarerna i dess bifloder. Raccoon River i Des Moines nådde sitt högsta värde 2,1 meter över det tidigare högsta värdet, vilket utgjorde en 500-års översvämning (en översvämning som är så stor att den statistiskt sett bara inträffar ungefär en gång vart 500:e år, eller att den har en chans på en på femhundra att inträffa vilket år som helst). I många delar av Iowa kunde man aldrig plantera grödor. Sammanlagt översvämmades cirka 15 miljoner acres (6,1 miljoner hektar) och 40 federala och 1 043 icke-federala diken bröts. Denna katastrofala översvämning lärde många att konstruktioner för översvämningskontroll, t.ex. vallar, översvämningsväggar och dammar, fungerar vid vissa händelser, men att de inte ger tillräckligt skydd vid 100-årsflöden (eller större översvämningar). Översvämningarna 1993 lärde många att en strikt och total kontroll av floder som är så stora som Mississippi varken är möjlig eller ekonomiskt genomförbar. Sedan dess har det blivit tydligt att ”leva med floden” innebär att flytta bostäder, bondgårdar och till och med hela städer från översvämningsområdena och låta dessa låglandsområden översvämmas på ett naturligt sätt.

En mängd olika föroreningar, som härrör från kommunala, industriella och jordbruksrelaterade källor, har identifierats i Mississippiflodens vatten och sediment. Organiska föreningar och spårmetaller förekommer i relativt låga koncentrationer. Förutom de ämnen som finns naturligt i vattnet kommer de från industriellt och kommunalt avfall och avrinning från jordbruks- och stadsområden. Höga koncentrationer av bakterier som är förknippade med mänskligt avfall har dock påträffats nedströms från vissa städer och har tillskrivits otillräckligt behandlat avloppsvatten som flödar ut i floden. Koncentrationerna nedströms från New Orleans, till exempel, har visat sig vara många gånger högre än koncentrationerna ovanför staden. Föroreningar har haft liten utbredd effekt på sammansättningen av populationer av bentiska ryggradslösa djur, vilket är en indikation på förändringar i vattenkvaliteten. Vattenprover som tagits vid New Orleans har visat på en relativt hög halt av löst syre och låg biokemisk syreförbrukning. Med detta index kan man alltså säga att flodföroreningen är låg.