Рост уровня воды в озере Мичиган влияет на внутренние водные пути
В 2020 году уровень воды в озере Мичиган достиг максимума за 120 лет наблюдений, а климатическая изменчивость затрудняет прогнозирование будущих уровней. Хотя воздействие на побережье хорошо изучено, влияние подъёма уровня озера на внутренние водные пути региона остаётся малоизученным. Исследование Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне изучило, как рост уровня озера Мичиган влияет на качество воды, контроль наводнений и управление инвазивными видами в системе водных путей района Чикаго, которая соединяет озеро с Иллинойсом, Индианой и бассейном реки Миссисипи.
Исследование под руководством профессора гражданского и экологического строительства Марсело Гарсии и аспиранта Донгчена Вана было сосредоточено на том, как подъём уровня озера влияет на уникальное двунаправленное течение в системе водных путей Чикаго (созданное инженерным разворотом реки Чикаго в 1900 году) и её связь с подсистемой водных путей района Калумет вдоль границы Иллинойса и Индианы. Работа опубликована в Journal of Great Lakes Research.
Исследователи построили сложные компьютерные модели, откалиброванные и проверенные по полевым данным, чтобы воспроизвести эффект прошлого подъёма уровня озера на течение в подсистеме Калумет. Для изучения будущего роста в модель были заложены реалистичные сценарии повышения уровня озера Мичиган. Модели успешно воспроизвели наблюдаемое двунаправленное течение и уровни воды.
«Например, когда уровень озера на 0,5 фута ниже нормального уровня подсистемы Калумет, сток в реке Гранд-Калумет близок к нулю, и вода течёт на восток, в сторону Индианы и бассейна Великих озёр. Однако когда мы повышаем уровень озера до 1,5 фута выше нормы, поток меняет направление и стекает на запад, в Иллинойс, к бассейну Миссисипи», — пояснил Донгчен Ван.
Район вокруг подсистемы Калумет имеет долгую историю тяжёлой промышленности, и местные реки содержат химические загрязнители. Проекты по восстановлению и очистке окружающей среды сделали каналы системы шире и глубже после удаления загрязнённых отложений. Если уровень озера останется высоким, эта система может стать неконтролируемым каналом для миграции инвазивных видов между озером Мичиган и реками Иллинойс и Миссисипи.
«Мы можем подтвердить, что вода может свободно течь через реку Гранд-Калумет в озеро Мичиган — или в обратном направлении через систему водных путей Чикаго к бассейну реки Миссисипи при высоком уровне озера — затрагивая гораздо большую территорию, чем изначально предполагалось», — отметил Ван.
Распространение загрязняющих веществ и инвазивных видов — не единственная проблема, связанная с периодом высокого уровня воды в озере Мичиган. «Эта работа помогает нам лучше понять, как вся система водных путей района Чикаго будет реагировать на наводнения. Она также поможет лучше определить необходимость изменения политики, связанной с законами Иллинойса о заборе воды из озера Мичиган», — сказал профессор Марсело Гарсия.