Новое исследование, которое появится в Интернете на этой неделе в журнале Nature Geoscience, обнадеживает ученых и правительственных чиновников, которые работают над укреплением быстро исчезающих водно-болотных угодий юго-востока Луизианы. Дельта опускается каждый год по мере оседания почвы и уплотнения. В то время как паводковые воды из необузданной реки Миссисипи ранее обеспечивали постоянный приток наносов для предотвращения этого проседания, инженеры почти столетие боролись за сдерживание наводнений, которые угрожают жизни и средствам к существованию миллионов людей. Меры по борьбе с наводнениями устранили примерно половину годового запаса наносов, которые стекают вниз по реке, но новое исследование показывает, что песка — ключевого ингредиента для восстановления болот — все еще много.
«Это правда, что общее количество наносов уменьшилось, но речные отложения содержат как мелкозернистый ил, так и крупнозернистый песок, и наши исследования показали, что строительство плотины вверх по течению не уменьшило количество песка в нижнем течении Миссисипи и не будет по крайней мере 300-600 лет ", — сказал ведущий автор исследования Джеффри Ниттруер, доцент кафедры наук о Земле в Университете Райса.Ниттруер и соавтор Энрика Випарелли, доцент кафедры гражданской и экологической инженерии в Университете Южной Каролины, проанализировали нагрузки наносов в нижней части Миссисипи и обнаружили, что, хотя общее количество наносов — как песка, так и грязи — уменьшилось, количество песка, захваченного плотинами выше по течению, компенсируется «добычей» нового песка ниже по течению.
«Когда чистая вода выпускается из шлюзов на верхних плотинах, она взбивает спящий песок, который давно отложился, и уносит его вниз по течению», — сказал Ниттруер. «Эта« добыча »древнего песка восполняет содержание песка в плотинах, расположенных выше по течению, и наши численные модели предполагают, что песчаная нагрузка в нижнем течении реки Миссисипи не будет снижаться по крайней мере в течение 300 лет. Заглядывая в будущее , мы обнаружили, что через 600 лет количество песчаных отложений в нижнем течении реки Миссисипи уменьшится менее чем на 20 процентов по сравнению с сегодняшними уровнями ».Ниттруэр, чьи исследования сосредоточены на переносе наносов, гидрологии, эволюции бассейнов и стратиграфии речных систем равнин, изучал реку Миссисипи в течение последнего десятилетия.
Его предыдущая работа включала исследование 2012 года процессов земельного строительства, имевших место во время исторического наводнения 2011 года. Во время одного из крупнейших отводов паводковых вод прошлого века инженерный корпус армии США открыл водосброс Боннет-Карре, водосброс на 7000 человек. «предохранительный клапан» шириной в фут, который отводит паводковые воды прямо в озеро Пончатрейн.
Ниттруер и его коллеги обнаружили, что, несмотря на то, что в результате 42-дневного водозабора было отведено менее 20 процентов воды, текущей вниз по реке, около 40 процентов песчаной нагрузки реки было отведено в Боннет-Карре. Анализируя, как это произошло, Ниттруер и его коллеги смогли показать, какие факторы следует учитывать корпусу при разработке проектов по отводу наносов для пополнения водно-болотных угодий.
«Наша предыдущая работа показала, как большие объемы песка могут быть отложены в определенных местах, а наши последние исследования показывают, что значительные объемы песка будут доступны для земельного строительства в течение нескольких столетий», — сказал Ниттруер. «Каждый из них важен, потому что исследования в дельте озера Вакс и на других участках показали, что песок — даже при том, что он составляет менее 20 процентов от общей нагрузки речных наносов — является ключевым ингредиентом для земельного строительства».