الهيدروغرافيا

الهيدروغرافيا هي فرع من العلوم التطبيقية التي تُعنى بقياس ووصف الخصائص الفيزيائية للمحيطات والبحار والمناطق الساحلية والبحيرات والأنهار ، فضلاً عن التنبؤ بتغيراتها مع مرور الوقت، وذلك بهدف أساسي هو سلامة الملاحة ودعم جميع الأنشطة البحرية الأخرى، بما في ذلك التنمية الاقتصادية والأمن والدفاع والبحث العلمي وحماية البيئة. ^{[ 1 ]}

تعود جذور علم الهيدروغرافيا إلى إعداد الخرائط لمساعدة البحارة في الملاحة أثناء استكشافهم لمياه جديدة. وكانت هذه الخرائط في الغالب ملكية خاصة، بل وأسرارًا محفوظة بعناية، لأفراد استخدموها لأغراض تجارية أو عسكرية . ومع ازدياد التجارة والاستكشاف عبر المحيطات، بدأت المسوحات الهيدروغرافية تُجرى كعملية مستقلة، وتزايدت تكليف الحكومات والمكاتب الهيدروغرافية المتخصصة بإجراء هذه المسوحات. وأدركت المنظمات الوطنية، ولا سيما القوات البحرية ، أن جمع هذه المعرفة وتنظيمها وتوزيعها يمنحها مزايا تنظيمية وعسكرية كبيرة. وهكذا نشأت منظمات هيدروغرافية وطنية متخصصة في جمع وتنظيم ونشر وتوزيع المعلومات الهيدروغرافية المُدمجة في الخرائط وإرشادات الإبحار.

قبل إنشاء مكتب المسح الهيدروغرافي للمملكة المتحدة ، كان قادة البحرية الملكية مسؤولين عن توفير خرائطهم الخاصة. عمليًا، كان هذا يعني أن السفن غالبًا ما تبحر بمعلومات غير كافية للملاحة الآمنة، وأنه عند مسح مناطق جديدة، نادرًا ما تصل البيانات إلى جميع من يحتاجونها. عيّنت الأميرالية ألكسندر دالريمبل هيدروغرافيًا عام 1795، وكُلّف بجمع وتوزيع الخرائط على سفن جلالة الملكة. في غضون عام ، جُمعت الخرائط الموجودة من القرنين السابقين، ونُشر أول فهرس. ^{[ 2 ]} كانت أول خريطة أُنتجت بتوجيه من الأميرالية خريطة خليج كيبرون في بريتاني ، وظهرت عام 1800.

في عهد الكابتن توماس هيرد، تلقى القسم أولى توجيهاته المهنية، ونُشرت أولى الفهارس وأُتيحت للجمهور وللدول الأخرى أيضًا. في عام 1829، قام الأدميرال السير فرانسيس بوفورت ، بصفته خبيرًا في رسم الخرائط المائية، بتطوير المقياس الذي يحمل اسمه ، وقدم أولى جداول المد والجزر الرسمية في عام 1833، وأولى " إشعارات للملاحين " في عام 1834. شهد مكتب رسم الخرائط المائية توسعًا مطردًا طوال القرن التاسع عشر؛ وبحلول عام 1855، ضمّ فهرس الخرائط 1981 خريطة تغطي العالم بأسره بشكل شامل، وأنتج أكثر من 130 ألف خريطة سنويًا، بيع منها حوالي النصف. ^{[ 3 ]}

كلمة "هيدروغرافيا" مشتقة من الكلمة اليونانية القديمة ὕδωρ ( hydor ) التي تعني "الماء" و γράφω ( graphō ) التي تعني "الكتابة".

تُجرى الدراسات الهيدروغرافية واسعة النطاق عادةً من قِبل منظمات وطنية أو دولية ترعى جمع البيانات من خلال مسوحات دقيقة، وتنشر خرائط ومواد وصفية لأغراض الملاحة. ويُعد علم المحيطات، جزئيًا، امتدادًا للهيدروغرافيا الكلاسيكية. وفي كثير من النواحي، يمكن تبادل البيانات بينهما، إلا أن بيانات الهيدروغرافيا البحرية تُركز بشكل خاص على الملاحة البحرية وسلامتها. ويُعد استكشاف الموارد البحرية واستغلالها تطبيقًا هامًا للهيدروغرافيا، ويركز بشكل أساسي على البحث عن الهيدروكربونات .

تشمل القياسات الهيدروغرافية معلومات المد والجزر والتيارات والأمواج ، وهي معلومات أساسية في علم المحيطات الفيزيائي. وتشمل هذه القياسات قياسات قاع البحر، مع التركيز بشكل خاص على المعالم الجغرافية البحرية التي تُشكل خطرًا على الملاحة، مثل الصخور والشعاب المرجانية وغيرها من العوائق التي تُعيق مرور السفن . كما تشمل قياسات قاع البحر تحديد طبيعة القاع وتأثيرها على فعالية التثبيت. وعلى عكس علم المحيطات، تشمل الهيدروغرافيا معالم الشاطئ، الطبيعية منها والصناعية، التي تُساعد في الملاحة. ولذلك، قد يتضمن المسح الهيدروغرافي تحديد المواقع الدقيقة للتلال والجبال ، وحتى المنارات والأبراج التي تُساعد في تحديد موقع السفينة، بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية للبحر وقاعه.

اعتمد علم الهيدروغرافيا، لأسباب تتعلق بالسلامة في المقام الأول، عددًا من المعايير التي أثرت على طريقة عرض البيانات على الخرائط الملاحية. فعلى سبيل المثال، تُصمم الخرائط الهيدروغرافية لتصوير المناطق الآمنة للملاحة، ولذلك تميل عادةً إلى التركيز على أقل الأعماق ، وأحيانًا التقليل من شأن التضاريس البحرية الفعلية التي تُعرض على الخرائط الباثيمترية . تُعد الخرائط الهيدروغرافية أدوات البحارة لتجنب الحوادث، بينما تُمثل الخرائط الباثيمترية أفضل تمثيل لقاع البحر الحقيقي، كما هو الحال في الخرائط الطبوغرافية، لأغراض علمية وغيرها.  وقد أدت التطورات في الممارسات الهيدروغرافية منذ عامي 2003-2005 تقريبًا إلى تضييق هذا الفارق، حيث باتت العديد من مكاتب الهيدروغرافيا تحتفظ بقواعد بيانات "أفضل ما تم رصده"، ثم تُصدر منتجات "آمنة" للملاحة حسب الحاجة. وقد اقترن ذلك بتفضيل المسوحات متعددة الاستخدامات، بحيث يمكن استخدام البيانات نفسها التي جُمعت لأغراض رسم الخرائط الملاحية في تصوير الأعماق.

على الرغم من إمكانية جمع بيانات المسح الهيدروغرافي في بعض المواقع بتفاصيل كافية لتصوير تضاريس قاع البحر، إلا أن الخرائط الهيدروغرافية لا تُظهر سوى معلومات العمق ذات الصلة بالملاحة الآمنة، ولا ينبغي اعتبارها منتجًا يُصوّر بدقة الشكل الفعلي لقاع البحر. تُختار قياسات الأعماق من بيانات المصدر الخام لوضعها على الخريطة الملاحية لأغراض الملاحة الآمنة، وهي تميل إلى إظهار الأعماق الأقل عمقًا المرتبطة بها. على سبيل المثال، إذا كانت هناك منطقة عميقة لا يمكن الوصول إليها لأنها محاطة بمياه ضحلة، فقد لا تظهر هذه المنطقة. لا تُعادل المناطق الملونة التي تُظهر نطاقات مختلفة من المياه الضحلة خطوط الكنتور على الخريطة الطبوغرافية، لأنها غالبًا ما تُرسَم باتجاه البحر من العمق الأقل عمقًا الفعلي المُصوَّر. تُظهر خريطة الأعماق تضاريس قاع البحر بدقة. يمكن الاطلاع على تفاصيل القيود المذكورة أعلاه في الجزء  الأول من كتاب "الملاح العملي الأمريكي" لبوديتش . ومن المفاهيم الأخرى التي تؤثر على الملاحة الآمنة ندرة بيانات العمق التفصيلية من أنظمة السونار عالية الدقة. في المناطق النائية، تُجمع معلومات العمق المتاحة فقط باستخدام خيوط الرصاص. تعتمد هذه الطريقة على إنزال خيط مُثقّل إلى القاع على فترات منتظمة وتسجيل العمق، غالبًا من قارب تجديف أو قارب شراعي. لا توجد بيانات بين عمليات قياس العمق أو بين خيوط القياس لضمان عدم وجود خطر، كحطام سفينة أو رأس مرجاني، قد يُفسد رحلة البحار. في كثير من الأحيان، لا تتوافق دقة الملاحة للقارب المُستخدم في جمع البيانات مع دقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المُستخدمة حاليًا. يستخدم المخطط الهيدروغرافي أفضل البيانات المتاحة، مع توضيح طبيعتها في ملاحظة تحذيرية أو في مفتاح المخطط.

يختلف المسح الهيدروغرافي اختلافًا كبيرًا عن المسح الباثيمتري في بعض الجوانب المهمة، لا سيما في ميله نحو قياس أقل الأعماق نظرًا لمتطلبات السلامة في الأول ومتطلبات الوصف الجيومورفولوجي في الثاني. تاريخيًا، كان هذا يشمل إجراء قياسات الأعماق بالصدى في ظروف تميل نحو قياس أقل الأعماق، ولكن في الممارسة الحديثة، تسعى المسوحات الهيدروغرافية عادةً إلى قياس الأعماق المرصودة بأفضل شكل ممكن، مع تطبيق تعديلات السلامة الملاحية لاحقًا.

تشمل دراسة الهيدروغرافيا للأنهار معلومات عن قاع النهر، وتدفقاته ، وجودة المياه ، والأراضي المحيطة به. وتولي دراسة الهيدروغرافيا للأحواض أو المناطق الداخلية اهتماماً خاصاً بالأنهار ومياه الشرب، مع العلم أنه إذا لم تكن البيانات المجمعة مخصصة للاستخدامات الملاحية للسفن، وإنما للاستخدام العلمي، فإنها تُعرف عادةً باسم قياس المياه أو علم المياه .

تُعدّ دراسة خصائص الأنهار والجداول المائية جزءًا لا يتجزأ من إدارة المياه. تستخدم معظم الخزانات في الولايات المتحدة جداول قياس وتصنيف مخصصة لتحديد كميات المياه الداخلة إلى الخزان والتدفقات الخارجة إلى مناطق الري وبلديات المياه وغيرها من مستخدمي المياه المُجمّعة. يستخدم خبراء دراسة خصائص الأنهار والجداول المائية أجهزة محمولة وأجهزة مثبتة على ضفاف الأنهار لقياس معدل تدفق المياه في مقطع عرضي أو تيار مائي.

تُقدّم الخدمات الهيدروغرافية في معظم البلدان من خلال مكاتب هيدروغرافية متخصصة . وتتولى المنظمة الهيدروغرافية الدولية تنسيق الجهود الهيدروغرافية على المستوى الدولي .

يُعد مكتب المسح الهيدروغرافي في المملكة المتحدة أحد أقدم المكاتب، حيث يقدم مجموعة واسعة من الخرائط التي تغطي العالم إلى دول أخرى ومنظمات عسكرية حليفة والجمهور.

في الولايات المتحدة، يتم تنفيذ وظيفة رسم الخرائط الهيدروغرافية منذ عام 1807 من قبل مكتب المسح الساحلي التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي داخل وزارة التجارة الأمريكية وفيلق المهندسين بالجيش الأمريكي . ^{[ 6 ] [ 7 ]}

• خريطة الأعماق - خريطة توضح التضاريس المغمورة للمسطحات المائية 
• الجغرافيا الساحلية – دراسة المنطقة الواقعة بين المحيط واليابسة 
• رحلة تشالنجر الاستكشافية – رحلة بحثية في علم المحيطات (1872-1876) 
• علم المياه – علم حركة المياه وتوزيعها وجودتها على الأرض 
• قياس المياه – رصد مكونات الدورة الهيدرولوجية 
• اليوم العالمي للهيدروغرافيا – تسليط الضوء على أهمية الهيدروغرافي 

الجمعيات التي تركز على الهيدروغرافيا المحيطية

• الاتحاد الدولي للجمعيات الهيدروغرافية (المعروف سابقًا باسم الجمعية الهيدروغرافية)
• دائرة المسح الهيدروغرافي لولاية جورجيا
• الجمعية الهيدروغرافية الأمريكية
• الجمعية الأسترالية لعلوم المياه

الجمعيات التي تركز على هيدروغرافيا الأنهار والمجاري المائية والبحيرات

• الجمعية الهيدروغرافية الأسترالية
• الجمعية الهيدرولوجية النيوزيلندية
• المعهد الأمريكي للهيدرولوجيا

• هيدرو إنترناشونال ليمر ، هولندا: معلومات هيدروغرافية ISSN 1385-4569 ] 
• ما هو علم الهيدروغرافيا؟ الخدمة الوطنية للمحيطات