Sunum -1 HİDROGRAFİK ÖLÇMELER

Report
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
JEODEZİ VE FOTOGRAMETRİ ANABİLİM DALI
GEOMATİK PROGRAMI
İLERİ
HİDROGRAFİK ÖLÇMELER
(DERS NOTLARI)
KAPSAMI






GİRİŞ
FİZİKİ ÇEVRE
HİDROGRAFİK ÇALIŞMALARIN PLANLANMASI
KONUM ÖLÇMELERİ
DERİNLİK ÖLÇMELERİ
UYGULAMA ALANLARI
2
GİRİŞ

Yeryüzündeki doğal kaynakların sınırlı olması günümüz toplumlarını bu
kaynakları aramada yeni alanlara yöneltmiştir. Günümüzdeki teknolojik
gelişmeye koşut olarak deniz kaynaklarının araştırılması, bu
kaynakların yerlerinin daha verimli şekilde belirlenmesi deniz
haritacılığının önem ve güncelliğini her geçen gün daha da
artırmaktadır. Hızla gelişen teknolojik düzey ve deniz haritacılığındaki
bilgi birikimi ülkeleri, sınırları okyanus ortalarına kadar genişleyen
deniz kaynaklarından her geçen gün daha fazla yararlanmaya
zorlamaktadır. Deniz haritacılığı “ Deniz yatağının yapısını ve doğasını
belirlemek için gerekli parametreleri bulma ve ölçme bilimi “ olarak
tanımlanan çok yönlü bir uğraş alanıdır. Doğal olarak bu tanıma
denizin kara ile olan ilişkisi de girmektedir. Sularla kaplı bölgelerden en
verimli biçimde yararlanmak için bu bölgelerin dip topografyasının
güncel olarak bilinmesi gereklidir.
3
GİRİŞ

II. Dünya Savaşından itibaren deniz ve sualtı tabanına olan ilgi artar.
Deniz altındaki zengin petrol ve gaz yatakları büyük endüstri
yatırımlarını gerektirir. Deniz ötesi mühendislik teknolojilerinde ve
gemicilik sanayisinde büyük gelişmeler olur. Günümüzde inşa edilen
limanlar, eski limanlarla karşılaştırılınca, mühendislerin başarıları
görülür.
Deniz ölçme ve veri değerlendirme çalışmalarında her şeyden önce
güdülen gayenin ne olduğunun iyi anlaşılması gereklidir.
4
Denizaltındaki zengin petrol ve gaz
yatakları
Büyük endüstri yatırımları
Deniz ötesi mühendislik
teknolojilerindeki gelişmeler
Gemicilik sanayisindeki gelişmeler
Kıyı ötesi sondaj ve Liman inşaatı
Diğer sanayi etkinlikleri
• Sığ sularda büyük gemilerin
girebileceği limanların yapımı
• Limanların korunması için tarama, mineral
iyileştirmesi, sudan arazi kazanma
• Limanların karayolu ve
demiryolu ile bağlantıları
• Kıyı koruma mühendisliği
• Deniz kazaları
• Temiz su ihtiyacının karşılanması için deniz
suyunun tuzunun giderilmesi
• 150 km açıkta şiddetli
fırtınalara ve 20 metrelik
dalgalara dayanan Sondaj
platformları inşaatı
• Açık denizde tanker
terminalleri
• Petrol yatağı ile kıyı arasındaki
boru hattı ve platform inşaatı
• Deniz suyundan mineral ve kimyasal maddelerin
ayıklanması
• Plaj ve marina gibi tesislerin kurulması
• Gemi taşımacılığı için geçit düzenlenmesi,
haberleşmenin geliştirilmesi, denizaltı kablo ve
sualtı boru hatları
• Balıkçılık endüstrisinin geliştirilmesi
5
GİRİŞ
Boru hattı
liman
Sondaj platformu
6
GİRİŞ
Bu etkinliklerin gerçekleştirilmesinde mühendislerin ve
ölçmecilerin yeri tartışılmaz.
Deniz ile ilgili çalışmalarda mühendislerin mücadele
etmelerini gerektiren etkenler:
•Deniz suyunun çürütücü özelliği,
•Akıntıların kuvveti,
•Gelgitler,
•Fırtınalar,
•Deniz altındaki yüksek basınç.
Bu güçlüklerle mücadele edebilmek için, bunların ölçülmesi,
belirlenmesi gerekir.
7
1.4. Tarihçe
XII. yüzyılda Araplar tarafından icat edilen pusulanın
denizciler tarafından kullanılmaya başlanması, insanoğlu
için bir bilinmeyen olan denizler hakkında bilgi edinmek
açısından bir dönüm noktası olmuştur. İnsanoğlunun
denizlere açılması, denizlere ait verilerin çoğalmasına, bu
da denizin öneminin artmasına neden olmuştur.
Bu alanda ilk önemli bilgiler XV. yüzyılın başında Kristof
Kolomb, Vasco da Gamma ve Macellan gibi ünlü
denizcilerin seyahatleri sırasında topladıkları bilgiler ve
çizdikleri basit krokilerdir.
İlk deniz haritaları XIII.yüzyılda İtalya kıyılarında yapılmış
“Portolane= Pusula Haritası” adı ile bilinen haritalardır



Zamanın olanaklarına göre “Doğrultu ve Uzaklık ölçmesi” ilkesine
göre yapılmış Portolaneler uzun süre kullanılmışlardır. Portolane
haritalarında bazı sığlıklar dışında su derinlikleri gösterilmediği
halde zamanın denizcileri için çok önemli birer deniz kılavuzu
olmuşlardır.
XVI. yüzyılın başlarında Piri Reis tarafından yapılmış deniz
haritaları, geliştirilmiş Portolaneler için güzel bir örnek olarak
gösterilebilirler (Şekil 1).
Pratik kullanım amaçlı hazırlanan bu haritalarda limanlar ve kıyılara
ait ayrıntılı bilgi bulunması yanında, su altı zemini için hiçbir bilgi
bulunmamaktaydı. Karaya yakın derinliklerin XVIII. yüzyılda
ölçülebilmesine rağmen, büyük derinliklerin ölçülebilmesi için XIX.
yüzyılın ortasına, Brooke'un "ağırlık atarak iskandil" yöntemini
uygulamasına kadar beklemek zorunda kalınmıştır.
9
Portolane= Pusula Haritası (Piri Reis)
Şekil 1
10



Gerhart Kremer (bilinen adıyla Mercator), 1659 yılında
projeksiyon
yöntemiyle
yapılan
ilk
deniz
haritasını
gerçekleştirmiştir.
XVII. yüzyıla kadar yapılan haritaların esas amacı, kıyıya yakın
denizlerde gemi ulaştırmacılığının güvenirliliğini sağlamak
olmuştur. Bu haritalar genellikle özel kurum veya kişiler
tarafından yapılmıştır. Fransızlar 1720 yılında Paris'te bir Deniz
Harita Bürosu kurarak resmi anlamda harita yapımına
başlamışlardır.
XIX. yüzyıldan itibaren deniz ticaretinin ve hidrografik
araştırmaların önem kazanmaya başlaması ile hemen hemen
her denizci ülkede, özellikle denizcilikte ilerlemiş ülkelerde
Hidrografi Büroları veya Şubeleri kurulmuştur. Bunlar arasında
Amerikan, İngiliz, Fransız ve Alman Hidrografi dairelerinin,
hidrografi ve deniz bilimlerinin (oşinografı) gelişmesine önemli
katkıları olmuştur. Deniz haritalarının büyük bir çoğunluğu
Amerikan ve İngiliz Hidrografi dairelerince yapılmıştır.
11


XIX. yüzyıldan itibaren Hidrografik ve Oşinoğrafik araştırma
seyahatleri de büyük önem kazanmıştır. Bu deniz seyahatleri
içinde en önemlisi İngilizler tarafından gerçekleştirilen ve 18721876 yılları arasında yapılan "Challenger" seferidir. Bilim
adamları ve tecrübeli denizcilerin katıldığı bu deniz seferinde,
Atlas Okyanusu, Büyük Okyanus ve Güney denizleri dolaşılarak
oşinoğrafik ve hidrografik önemli bilgiler toplanmış, ayrıca
konum ve derinlik ölçmeleri için yeni yöntemler ve aletler
geliştirilmiştir.
XX. yüzyılda dünya deniz ticaretinin hızla gelişmesi hidrografik
deniz haritalarına duyulan gereksinmeyi arttırmış ayrıca sualtı
zenginliklerinin
(maden
ve
enerji
hammaddelerinin)
araştırılması, işletilmesi ve diğer teknik hizmetler için büyük
ölçekli hidrografik harita gereksinmeleri "Hidrografik Ölçmeler“
‘in gelişmesinin zorunlu nedenleri olmuştur.
12
Seyir Hidrografi ve Oşinografi Dairesi





Deniz haritacılığı, hidrografi, seyir ve oşinografi konularında
askeri, iktisadi ve bilimsel çalışmalar yürüten, Deniz Kuvvetleri
Komutanlığı’na bağlı bir kuruluştur.
19. y.y. Başlarında Osmanlı Devleti’nin denizlerde ölçüm
yapacak ve harita çizecek herhangi bir kuruluşu yoktu.
Karadeniz’deki Osmanlı kıyılarına ait ilk haritaların çizimi,
hükümetin izni ve bazı Osmanlı gemilerinin katılımıyla 18231848 yılları arasında Ruslar tarafından yapılmıştır. Modern kabul
edilen ilk Türk Deniz Haritası 1840 yılında Mektebi Bahriye
Matbaasında basılmıştır. Karadeniz'in bir kısmını kapsayan bu
harita, bugün Deniz Müzesi'ndedir.
Bu dönem içinde İngilizlere de Marmara ve Ege denizi ile
Akdeniz’de ölçümler yapma konusunda izin verilmiştir.
1881’den sonra, deniz haritalarının çizimi konusunda
İngiltere’de eğitim görmüş bir subay denetiminde Mektebi
Bahriye Matbaasında deniz haritaları basılmaya başlanmıştır.
Seyir Hidrografi ve Oşinografi Dairesi

Resmi anlamda ilk hidrografi organizasyonu 1909 yılında deniz
mesahaları ve seyir bürosu adı altında kurulmuş ve bahriye
bakanlığına bağlanmıştır. İki yıl sonra 1911'de büro yeniden
organize edilerek seyir ve deniz haritaları bürosu adı ile
nispeten daha bağımsız bir statüye kavuşmuştur. Büro 1928
sonlarında şimdiki adı Harita Genel Komutanlığı olan Harita
Genel Müdürlüğüne bağlanmış ve onun Deniz Haritaları
Şubesini oluşturmuştur. 1950 yılında Seyir ve Hidrografi Dairesi
adı altında tekrar Deniz Kuvvetleri Komutanlığına bağlanarak
Kasımpaşa/Haliç'e nakledilmiş, çalışmaları geliştirilerek,
modern deniz harbi ile ilgili konulara daha çok önem verilmeye
başlanmıştır. 1956'da daire bugün bulunduğu, Çubuklu'daki
yerine taşınmıştır. Dairenin adı 1972 yılında Seyir, Hidrografi ve
Oşinografi Dairesi Başkanlığı olarak değiştirilmiştir.
14
GİRİŞ
Deniz haritaları, topografik haritaların denize uyarlanmış
halidir. Deniz tabanı, gözle görülmediğinden ve anlaşılması
güç bir yapıya sahip olduğundan
deniz haritalarını
kullananlar, hidrografların yaptığı çalışmalara tamamen
güvenmek zorundadırlar.
15
Hidrografik ölçmeleri klasik ölçmelerden ayıran
özellikler?
1.
2.
3.
4.
Hidrografik
haritaların
yapımında
klasik
harita
ölçmelerine göre bazı yöntem benzerlikleri varsa da
çalışma ortamının sularla örtülü olması nedeniyle
yöntemlerin uygulanma biçimi ve aletler yönünden
önemli ayrıcalıklar vardır.
Çalışma ortamının su olması nedeniyle oluşturulan
jeodezik ağ harita alanını tamamen kapsamaz ve
genellikle kıyıda tesis edilir.
Sualtı tabanına ilişkin ölçmeler, su üzerindeki bir taşıttan
yapılır.
Derinlik ve konum belirleme ölçmeleri birbirinden
bağımsız olarak sürdürülür. Sualtı tabanını doğrudan
görülemediği için ölçmeler önceden saptanan bir
doğrultuda ve belirli aralıklarla yapılır.
Hidrografide "iskandil" adı verilen derinlik ölçmeleri,
nivelmanla eş anlamlı olmasına karşın, burada
uygulanan yöntemler ve aletler tamamen farklıdır.
16
17
GİRİŞ
Hidrografi : Denizlerin derinliğini, denizlerdeki akıntıların yönünü,
şiddetini konu edinen bilim dalıdır. Yeryüzündeki suların, özellikle seyir
haritalarının oluşturulmasına yönelik olarak incelenmesini konu edinir.
Oşinografi : Okyanus bilim ya da deniz bilim olarak da adlandırılır.
Yeryüzündeki okyanus ve denizlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin,
içerdikleri bitki ve hayvan topluluklarının ve jeolojik yapılanmaları ile
kökenlerinin incelenmesini konu edinen bilim dalıdır. Fiziksel, dinamik,
kimyasal, biyolojik ve jeolojik oşinografiden söz edilebilir. Modern
oşinografi bütün bu değişik dalların bileşiminden oluşmaktadır.
Hidroloji : Subilimi olarak da bilinir. Yeryüzündeki ya da yeraltı su
örtüsünü inceleyen bilim dalıdır. Sukürenin (hidrosfer) gelişimi,
dağılımı, bileşimi, su dolaşımı (hidrolik çevrim) yoluyla atmosfer ile
yeryüzü arasındaki dolaşımı, doğal çevreyle ve insanla çevresel ve
ekolojik etkileşimin incelenmesi temel ilgi alanını oluşturur.
Seyir (seyrüsefer) : Deniz taşıtlarının konum, rota ve uzaklık belirleme
yöntemleriyle yönlendirilmesini konu edinen bilim dalıdır. İzlenecek
yolun bulunması, kazaların önlenmesi, yakıt tasarrufu ve zaman
ölçümü, seyirin içeriğini oluşturur. Seyirin temel amacı, bir noktadan
diğerine giden yolu bulmaktır.
18
GİRİŞ
Seyir Haritası : Yazının gelişimiyle birlikte, karada ve denizde izlenen
rotaların kalıcı biçimde kaydedildiği krokiler ve haritalar ortaya çıkmıştır.
XVII. yüzyılda yapılan deniz haritalarında kıyı çizgileri ve kıyılardaki fener
kuleleri gösterilmekteydi. XVIII. yüzyıl sonlarında bu haritalara su
derinlikleri de eklendi. Seyir haritası, seyirde kullanılmak üzere
hazırlanır. Denizcilikte kullanılan seyir haritalarında enlem ve boylam
dairelerinden başka, deniz feneri ve radyo kulelerinin konumları, deniz
derinlikleri gibi seyir için gerekli bilgiler bulunur. Denizcilikte kullanılan
ilk seyir haritaları XIII. yüzyıl sonlarında yapılmıştır. Seyir haritaları
yapılmadan önce denizciler, gök cisimlerinin konumlarından ve çeşitli
meteorolojik olaylardan yararlanarak seyir ederlerdi.
Hidrografik Ölçmeler : Yeryüzünün sularla kaplı bölümlerinin (deniz, göl
ve akarsu gibi) topografik durumunu belirlemek için yapılan ölçmelerdir.
Bu ölçmelerde iki temel işlem su kütlesinin üzerindeki noktaların yatay
koordinatlarının belirlenmesi (konum belirleme) ve bu noktadaki su
derinliğinin (iskandil) ölçülmesidir. Ayrıca deniz, göl ve akarsuların
ortalama su seviyelerini belirlemek ve bu ortamlarda gravite “ yerçekimi
ivmesi “ ölçmeleri yapmakta hidrografik ölçmeler kapsamındadır.
Batimetri : Hidrografide, derinlik ölçümü ile eş anlamlı olarak
19
kullanılmaktadır.
GİRİŞ
Kerteriz : Bir hidrografi taşıtından herhangi bir kara noktasına
bakıldığında, hidrografi taşıtı ile kara noktasını birleştiren
doğrultunun, hidrografi taşıtının bulunduğu boylam dairesi ile
yaptığı açıdır. Bu tanımdan da anlaşılacağı gibi kerteriz, kara
haritacılığında kullanılan azimut açısının hidrografideki karşılığıdır.
Kerteriz almak ise kıyıdaki bir noktanın ya da bir gök cisminin,
hidrografi taşıtının bulunduğu konuma göre açısal konumunun
belirlenmesidir. Gerçek kutup noktasına göre jiroskoplu teodolit ile
alınan kerteriz hakiki kerteriz, seyir halindeki bir gemiden kıyıdaki
birden çok noktaya bakılarak konum belirlemek için yapılan ölçme
işlemine çapraz kerteriz, manyetik pusula ile alınana mıknatisi
kerteriz ve rota hattı ile çevredeki bir noktadan geçen doğrultu
arasındaki açıya da nispi kerteriz adı verilir.
Mevki Koyma : Derinlik ölçümü yapılacak noktanın yatay
konumunun belirlenmesidir.
20
GİRİŞ
Hidrografik ölçmelerin
ilk amacı, karasal
topografik haritalara
benzer şekilde deniz
dibinin bütün
özelliklerinin,doğal ve
yapay görünümlerinin
belirtilmesidir.
Noktaların deniz
seviyesinden olan
derinliklerinin
belirlenmesi işlemine
iskandil denilmektedir.
x, y
Ortalama su seviyesi
d
21
GİRİŞ
hidrografik işlemler
22
GİRİŞ
İskandil yöntemleri
içinde en çok kullanılanı
Akustik iskandil yöntemidir.
d 
1
2
v t
Gönderilen
İmpuls
Yansıyan
impuls
Bu yöntemde derinliğe bağlı
olarak belli zaman
aralıklarında ses impulsları
gönderilir. Bu impulsların
gönderimi ve alımı arasında
geçen süre ölçülerek deniz
tabanının su yüzeyine göre
olan derinliği belirlenir.
Deniz tabanı
23
GİRİŞ
İskandil işlemi genellikle birbirine paralel doğrultularda ve
sürekli olarak sürdürülür. Otomatik sistemlerde, belli zaman
aralıklarında konum belirlenerek çalışmalar sürdürülür.
24
GİRİŞ
İskandil işlemiyle bütün detayların alındığı garanti edilemez.
Tek başına bulunan tepeler ve enkazlar veya diğer engeller
iki paralel hat arasında ise bazen kaçırılabilir.
Akustik iskandille yapılan çalışmalar, deniz dibinin yapısını
vermezler. Örneğin, deniz dibinde çakıllık veya kumluk
alanların nereleri olduğu gibi. İskandil doğrultuları
sıklaştırılarak ya da çapraz doğrultular alınarak incelik
arttırılır. Özel araçlarla deniz dibinden örnek alınmalı ya da
yandan taramalı (side-scan) sonarlar kullanılmalıdır. Ayrıca
gelgit ve gelgit akıntıları gözlenerek bunlar belirlenmelidir.
25
DÜNYANIN ŞEKLİ ve PROJEKSİYONLAR
Dünyamız düzgün
olmayan bir şekle
sahiptir. Dünyanın
şeklinin Geoit olarak
tanımlandığını biliyoruz.
Bu geometrik bir
şekil değildir.
Çalışma yüzeyinin
büyüklüğüne bağlı olarak
dünyanın şekli, küre ya da
elipsoid olarak alınır.
26
DÜNYANIN ŞEKLİ ve PROJEKSİYONLAR
Deviation of
the Normali
vertical
Elipsoit
Çekül Doğrultusu,
Geoide Diktir.
Fiziksel Yeryüzü
Geoit:
Eş Gravite
Potansiyelli Yüzey
Elipsoit
Deniz
27
DÜNYANIN ŞEKLİ ve PROJEKSİYONLAR
Elipsoidin en uygun
şekli, çalışma alanına
bağlıdır. Uydu sistemleri,
dünyaya uygun bir
elipsoit kullanır. Fakat bu
çözüm bölgesel
ölçümlerde iyi sonuç
vermez. Çünkü, elipsoit
yüzeyi ile jeoit yüzeyi
arasında büyük
farklılıklar bulunmaktadır.
Bölgesel çalışmalarda
farklı elipsoitler kullanılır.
28
DÜNYANIN ŞEKLİ ve PROJEKSİYONLAR
Haritada yeryüzünün gerçek şekil ve boyutları ile görülmesi,
haritanın her yerinde ölçeğin sabit olması, noktaların coğrafi
ve projeksiyon koordinatlarının kolaylıkla okunmalarına
olanak sağlamaları istenir. Yeryüzü düzlem bir yüzey
olmadığından koşulların tümünü haritada gerçekleştirmek
mümkün olmaz. Harita çiziminde amaca uygun koşulları
gerçekleştiren projeksiyon yöntemi seçilir ve uygulanır.
Harita projeksiyonlarının temel amacı, dünyanın tamamı
veya belirli bir bölgesi için meridyen ve paralel dairelerini
temsil eden çizgilerin (coğrafi koordinat ağının) düzlem bir
yüzey olan haritaya düzenli olarak çizilmesini sağlamaktır.
29
DÜNYANIN ŞEKLİ ve PROJEKSİYONLAR
Hidrografik haritaların büyük çoğunluğunu oluşturan deniz
haritalarının çiziminde,
 Ortodrom (en kısa yol) seyrine,
 Loksodrom (sabit rota) seyrine olanak sağlayan
 GNOMONİK PROJEKSİYON
 MERCATOR PROJEKSİYON yöntemleri uygulanır.
Ülkemizde memleket kara haritalarının içinde kalan kıyı
denizlere ve göllere ait hidrografik çalışmalar, Gauss-Krüger
projeksiyonuna göre çizilmektedir. Yüzölçümü 50 km2 den
küçük sahalar için yeryüzü düzlem kabul edilebileceğinden,
bağımsız ve özel hidrografik çalışmaların değerlendirilmesinde
projeksiyon yöntemleri dikkate alınmayabilir.
30
FİZİKİ ÇEVRE
SUYUN HAREKETLERİ
Okyanuslarda, denizlerde ve göllerde sular pek çok
sebepten dolayı hareket ederler.
Hareket, yatay ya da dikey, tek yönlü ya da dairesel ve
bazen de periyodik olabilir. En tahmin edilebilir olanlar,
astronomik kuvvetlerin neden olduğu gelgit hareketleridir.
Astronomik kaynaklı hareketlerin en önemli iki nedeni, ayın
ve güneşin çekim kuvvetidir. Bu cisimlerin diferansiyel
çekimleri, dünyadaki denizler üzerinde kabarmalar yaratır.
Ayın evreleri, güneş ve ayın değişik durumlarına bağlı
olduğundan küçük ve büyük gelgitlerin oluşumu, ayın
evreleriyle de bağlantılıdır.
31
FİZİKİ ÇEVRE
SUYUN HAREKETLERİ
Diferansiyel kuvvetler
AY
f-
f+
Dünyanın yakın ve uzak taraflarına uzaklık farkı, çekim kuvveti
kaynaklı bir gelgit yükselme gücünü harekete geçirir. Aynı etkiyi,
daha az olmakla birlikte güneş de yapar. Okyanus sularının
hareketi hem gök cisimlerine doğru, hem de aksi yönde iki yönlüdür.
32
FİZİKİ ÇEVRE
SUYUN HAREKETLERİ




Su seviyesinin yükselip alçalması için, düşey hareketin yanında
yatay yönlü bir akıntı da olmalıdır.
Gelgit oluşturan kuvvetin yarattığı yatay akıntı, yarı med
zamanında en üst düzeye ulaşır. Yarı med zamanında, seviye
değişikliği oranı en yüksektir. Yatay akıntının en az olduğu
durumlar ise, seviye değişikliğine hiç rastlanmayan med ya da
cezir durumlarıdır.
Özellikle sığ su alanlarında meydana gelen gelgit akıntılarının
tersine çevrilmesi her zaman med ve cezir olaylarıyla aynı
zamanda oluşmaz. Böyle zamanlarda görülen yatay hareketler,
çoğunlukla bir akıntının varlığına işarettir.
Bu hareketler nehir taşmaları, rüzgar, dalga ya da barometrik
kaynaklı olayların oluşturduğu medlerin birkaçının ya da hepsinin
bir araya gelmesine bağlıdır. Ancak su akışı kısa mesafelerde
çeşitlilik gösterebilir. Akıntı oranında ve suyun derinliği yönünde
dikkate alınmaya değer değişiklikler görülebilir.
33
FİZİKİ ÇEVRE
DATUM
Her harita çalışmasında gerek yüksekliklerin gerekse
derinliklerin belirlenmesinde belli bir başlangıç yüzeyi
seçilir. Bu başlangıç yüzeyinin geoit olduğunu biliyoruz.
Sualtı tabanına ilişkin derinlik ölçmeleri, o andaki su
seviyesine göre yapıldığından, ölçülerin başlangıç
yüzeyine
indirgenebilmesi
için
su
seviyesindeki
değişmelerin belirlenmesi gerekir. Çünkü su seviyesi,
dinamik ve meteorolojik etkenler altında sürekli değişir.
Bu nedenle ortalama su seviyesine (MSL) göre
belirlenecek bir yüzey (jeoit), derinlik ölçülerinin
indirgenebileceği yüzey olarak kabul edilir.
34
FİZİKİ ÇEVRE
DATUM
H - Ortometrik Yükseklik
N - Geoit Yüksekliği
h - Elipsoit Yüksekliği
h
H
35
FİZİKİ ÇEVRE
DATUM
Ülke başlangıç yüzeyinin belirlenmesi amacıyla yapılacak
su seviyesi gözlemleri ile bölgesel hidrografik çalışmalar
için yapılacak su seviyesi gözlemlerinin alet, süre ve
değerlendirme yönünden bazı farklılıkları vardır. Örneğin,
Ülke başlangıç yüzeyinin belirlenmesi için presizyonlu
mareografların kullanılması ve uzun süreli gözlemlerden
ortalama su seviyesinin hesaplanması zorunlu olmasına
karşın, bölgesel hidrografik çalışmalar için basit
mareograflar ve kısa süreli gözlemler genellikle yeterlidir.
36
37
DATUM
38
FİZİKİ ÇEVRE
DATUM
Pek çok ülke, 1926 Uluslararası Hidrografi Konferansında
kabul edilen tanıma göre harita datumunu benimsemiştir:
"Gelgitin çok seyrek olarak altına inebileceği kadar alçak
olan bir düzlem".
İngiltere Kıyıları boyunca, bu genellikle en alçak astronomik
gelgitin ölçülen değerine yakındır. Bu en alçak gelgit, ay ile
güneşin etkileriyle sağlanan seviyedir.
Türkiye’de hidrografik haritaların düşey datumu olarak
ortalama su seviyesi (MSL) alınmaktadır.
39
FİZİKİ ÇEVRE
DATUM
40
DATUM
41
FİZİKİ ÇEVRE
GEL-GİT ÖLÇÜMLERİ
Gelgit seviyeleri en basit şekliyle
bölümlendirilmiş düşey bir çubukla belirlenir.
Çubuk gelgit yüksekliğini kaplamalı ve
sıfır noktası da datum seviyesinde olmalıdır.
Datum seviyesinden farklı bir ayarlama
sonucunda düzeltme yapılması gerekir.
Bu düzeltme basittir, fakat unutulabilir.
Nivelman
noktası
Gelgit çubuğu,
datum seviyesinin altındaki
su seviyesi
ölçümlerde negatif sonuçlar verir.
sıfır noktası
42
FİZİKİ ÇEVRE
GEL-GİT ÖLÇÜMLERİ
43
FİZİKİ ÇEVRE
GEL-GİT ÖLÇÜMLERİ
Sonuçlar, genellikle değişik amaçlara uygun çeşitli tipleri bulunan
otomatik göstergelerden okunur. Damıtmalı göstergeler, örneğin
limanlarda sürekli kaydediciler kadar yaygındır. Limanlarda
iskelenin yanına kurulurlar.
Alçak suya, en alçak su seviyesinin altında duracak şekilde
çabucak monte edilebilir. Kabaran ve çekilen gelgitin karşı
basıncını ölçmek üzere sıkıştırılmış hava kullanılır. Bundan
başka deniz yatağı manometresi, akustik gösterge (sudan yukarı
doğru ya da tüpten aşağıya suya doğru) gibi çeşitleri vardır.
Her birinin kendine özgü taşıma ve ayarlama şekilleri olduğu gibi
farklı sorunlar yaratırlar. Bir manometre yatay su hareketiyle
gelgit uzunluğunun yükselmesi arasındaki basınç farkını ayırt
edemez. Damıtmalı göstergeler ise, deniz kuvvetlerinin etkilerinin
artmasıyla küçük açıklıkları tıkanır. Hepsinin ortak özelliği, dikkatli
yerleştirilmelerinin gerekmesidir. Gelgit gözlemlerinin yeri, ölçüm
alanına uygun olmalıdır. Alçak suda kurumamalı, kıyı kordonunun
ardında kalmamalı, ölçüm bölgesinden çok uzakta bulunmamalıdır.
44
45
GEL-GİT ÖLÇÜMLERİ
46
FİZİKİ ÇEVRE
GEL-GİT ÖLÇÜMLERİ
Türkiye Ulusal Deniz Seviyesi İzleme Sistemi
(TUDES)
halihazırda Harita Genel Komutanlığı Jeodezi Dairesinde bulunan
bir adet veri merkezi ve Akdeniz kıyısında Antalya-II ve Girne
(K.K.T.C.), Ege denizi kıyılarında Bodrum-II ve Menteş, Marmara
denizi kıyısında Erdek mareograf istasyonu ve Karadeniz
kıyılarında ise Amasra, İğneada ve Trabzon-II mareograf
istasyonlarından oluşmakta olup TUDES ’in genişletilmesi
çalışmaları devam etmektedir. TUDES kapsamında deniz seviyesi
ile yardımcı meteorolojik parametreler sayısal ve yüksek doğrulukta
elde edilmektedir. TUDES kapsamında Kuzey Kıbrıs Türk
Cumhuriyeti Harita Dairesi tarafından Girne’de işletilen mareograf
istasyonuna da ulaşılmakta ve verileri toplanmaktadır. Ankara’daki
veri merkezinde mareograf istasyonlarındaki verilerin toplanması,
kalite kontrol ve analiz işlemlerinden geçirilmesi faaliyetleri
yürütülmektedir.
47
FİZİKİ ÇEVRE
GEL-GİT ÖLÇÜMLERİ
TUDES mareograf istasyonlarının dağılımı
48
FİZİKİ ÇEVRE
GEL-GİT ÖLÇÜMLERİ
TUDES’nin genel çalışma yapısı
49
FİZİKİ ÇEVRE
SUYUN ÖZELLİKLERİ


Su ile ilgili pek çok ölçme yapan, ölçmeci için, suyun özellikler
çok önemlidir. Suyun kimyasal ve fiziksel yapısındaki
değişiklikler, akustik ölçümleri etkiler. Barajlardaki soğuk ve
tatlı sudan, Lut Gölündeki sıcak ve tuzlu suya kadar pek çok
çeşidi vardır. Ölçümler her iki tip suda da yapılır. Her birinde
de ses dalgası farklı davranır. Bazen suyun niteliği ve
bileşenleri başlı başına değerlendirmeye alınacak parametre
olurlar.
Ses ve ultra ses pek çok ölçmede kullanılır. Çünkü su,
sıkıştırma, tazyik dalgalarını iyi iletir. Ama elektromanyetik
dalgalar için iyi bir iletken değildir. Sesin hızı, sıcaklık, tuzluluk
derecesi ve derinlikle birlikte değişiklik gösterir. Bu nedenle
aletlerin ayarlanması, kesin uzunlukların elde edilmesi için
gereklidir. Ses dalgaları, her zaman düz çizgiler halinde
hareket
etmezler.
Değişen
yoğunluk
ve
sıcaklık
katmanlarından dolayı kırılmalara maruz kalırlar.
50
FİZİKİ ÇEVRE
SUYUN ÖZELLİKLERİ

Sudaki ses hızı değişimleri, akustik dalgaların hızını
etkilediklerinden, sudaki ses hızı profillerinin belirlenmesi çok
önemlidir. Akustik dalgaların sudaki hızını (V) belirleyebilmek
için ortamın fiziksel parametrelerinin bilinmesi gerekir. Akustik
dalgaların su ortamındaki yayılma hızı; ortamın sıcaklık,
tuzluluk, basınç ve yoğunluk değişimlerine bağlı olarak
değişir. Deniz suyunun yoğunluğu, sıcaklık ve basınca
bağımlı olduklarından, bunları etkileyen faktörler yoğunluğu
da dolaylı olarak etkilerler. Akustik dalgaların hızlarındaki
değişimler, akustik ışınların bükülmelerine neden olur.
Özellikle 100-150 metrelik yüzey suyundaki sıcaklık
değişimleri, bu eğilmenin başlıca nedenidir. Akustik ışınlar,
alçak ses
hızı bölgesine doğru bükülürler ve ölçülen
mesafenin daha büyük çıkmasına neden olurlar. Basınç yani
derinlik arttıkça, akustik yayılma hızı da artar. Basıncın tek
başına oluşturacağı ses hızı değişimi yüzey ile 3000 metre
arasında yaklaşık 50 m/s kadardır.
51
FİZİKİ ÇEVRE
SUYUN ÖZELLİKLERİ
Deniz suyundaki ses hızını hesaplamak için çeşitli formüller vardır.
Wilson tarafından türetilen bir formülle; sıcaklık, derinlik ve
tuzluluğun fonksiyonu olarak sesin, deniz suyundaki hızı;
V = V0 + V(t) + V(p) + V(S) + V(stp)
V0, 0 C sıcaklığında, 3.5 tuzluluğunda ve 750 mm cıva
basıncındaki ses hızı olup, 1449.14 m/s olarak alınmaktadır.
V(t), V(p), V(s) değerleri, sırasıyla sıcaklık, basınç ve tuzlulukla,
V(stp) ise, s, t ve p çarpımları ile ilgili bir polinomdur. Elde
edilecek hız değerindeki hassasiyet  0.3 m/s kadardır.
52
FİZİKİ ÇEVRE
SUYUN ÖZELLİKLERİ
V=1449.2 + 4.6 t - 0.055 t^2 + 0.00029 t^3 + (1.34 - 0.01 t) (s -35) + 0.016 d
V : sesin deniz suyu içindeki metre/saniye biriminde yayılma hızı,
t : suyun santigrat derece biriminde sıcaklığı,
d : yüzeyden olan metre biriminde derinlik,
s : suyun tuzluluk oranı binde olarak
Sudaki ses hızı, 1390 - 1650 m/s arasında değişim gösterebilir.
15 C de ve 3.2 tuzluluktaki bir deniz suyu yüzeyindeki ses
hızı 1500 m/s dir. Sudaki ses hızı ortalama olarak 1470 - 1500
m/s arasında alınabilir.
53
FİZİKİ ÇEVRE
SUYUN ÖZELLİKLERİ
Denizlerde ses hızının derinlikle değişimini ölçmek için
genel olarak iki tür alet kullanılır. Bunlardan ilki, uzun
zamandır kullanılan ve derinlikle sıcaklığın değişimini
ölçen batitermograf adıyla bilinen bir alettir. Son yıllarda
bu aletin yerini CSTD (iletkenlik, tuzluluk, sıcaklık ve
derinlik) ölçer adıyla bilinen modern sistemler almıştır.
Ses hızı profili, ölçülen parametrelerden yukarıdaki ilk
formül kullanılarak hesaplanır. Diğeri ise, sabit aralıklı
verici ve alıcı transducerler arasında geçen ses yayılım
zamanını ölçerek, iki transducer arasındaki sıvının ses
yayılım hızını hesaplayan ve velocitimetre
adıyla
bilinen alettir.
54
FİZİKİ ÇEVRE
YERİN ÖZELLİKLERİ
Sesin, kaya katmanları arasından yayılma hızı, doğru
derinliğin belirlenebilmesi için en önemli özelliktir. Yüksek
çözümlemeli sismik çalışma yapan bir ölçmeciyi doğrudan
ilgilendiren nokta olabilir. Kaya katmanlarının jeolojik olarak
yorumlanması, ses hızının belirlenmesine yardımcı olur.
55
FİZİKİ ÇEVRE
HAVANIN ÖZELLİKLERİ
Sıcaklık, basınç ve nem konusunda çeşitlilik gösteren atmosfer
heterojen bir yapıya sahiptir. Atmosferin pek çok katmanı vardır.
Ancak 30 km 'nin altında (troposferde) görülen sarmal hareket
karışma yaratabilir. 10 m yüksekten yere kadar olan seviyede,
ani sıcaklık ve nem değişimleri görülür. Bu nedenle ölçmecilerin
kenar ışınlarından kaçınması çok önemlidir. Kenar ışınlarına
örnek olarak yerin ya da bir binanın birkaç metre uzağından
geçen optik görüş doğrultusunu verebiliriz.
56
FİZİKİ ÇEVRE
HAVANIN ÖZELLİKLERİ
Elektromanyetik dalgalar hidrografide, sualtı ölçümleri için
kurulan kara temelli radyo istasyonlarında da kullanılırlar.
Kızılötesi EDM 2 km 'ye kadar ve yer bazlı daha yüksek
mikrodalga sistemleri de 40 km 'ye kadar çalıştığı halde, yüksek
frekans (HF) her zaman kısa menzilli demek değildir (GPS
uyduları 22 000 km üzerine kadar yayar).
57
FİZİKİ ÇEVRE
HAVANIN ÖZELLİKLERİ
Orta ve alçak frekans (MF ve LF) dalgaları, yer dalgası ile
gerekli yayılımlarını sağlarlar. Belirli bir sinyal yörüngesinin
toprak iletkenliği, toprakta yağmur olduğu zaman, kumsal
gelgitle kaplandığı ya da açıldığı zaman, vericiden gemiye
kadarki yörünge ölçme alanının bir kısmında, bir adadan
geçtiği zaman değişebilir. Bunlara ek olarak, MF ve LF
sinyallerinin direkt dalgalarının bir kısmı iyonosfere kadar
yayılır ve yansıyan dalga, bozucu bir şekilde yer dalgasını
(yansımamış dalgayı) engelleyebilir.
58
HİDROGRAFİK ÇALIŞMALARIN PLANLANMASI
Planlama olayında genelde dikkat edilecek hususlar:







Müşterilerin isteklerini içeren bir şartname taslağının çıkarılması.
Elde bulunan belgelerin incelenmesi. Haritalar, hava ve yer
fotoğrafları, seyir talimatları, gelgit çizelgeleri, nirengi ve daha
önceki ölçümlerden elde edilen kontrol verileri.
Olanaklı ise saha istikşafı.
Ölçüm için gerekli olan belgelerin hazırlanması. Örneğin ana taslak
plan, kayıt kağıtları, güzergah haritaları, temiz kağıt, koordinat
listeleri, veritabanı, bilgisayar dosyaları.
Yer kontrolü kararları, gelgit ölçüsünün yeri, kullanılacak alet ve
teknikleri, personeli, ekipmanı ve lojistik ihtiyaçları, zaman ve
kaynak çizelgelerini içeren çalışma planının hazırlanması.
Alan çalışması, örneğin, mevki saptama, gelgit kontrolü, derinlik
ölçümü, tarama ve karıştırma
gibi çok yönlü işlemlerin
gerçekleştirilmesi.
Verilerin yorumlanması, işleme konması ve sunulması.
59
HİDROGRAFİK ÇALIŞMALARIN PLANLANMASI
Planın esnek olması arzu edilen bir özelliktir.
Böylece iklim, sağlık vb nedenler yüzünden
ortaya çıkan ertelemeler ve gecikmelerin
etkileri değerlendirilebilir.
Derinlik belirleme işleminde şu hususlar
gözetilmelidir:
Gerekli tekne tipi,
 Echo sounder / sonar sualtı ses ölçme
cihazları tipi,
 Konum belirleme yöntemi,
 Veri kullanma yöntemi,
 Gerekli deniz yatağını belirleme yöntemleri,
 Personel ihtiyaçları,
 Lojistik ihtiyaçlar.
60
HİDROGRAFİK ÇALIŞMALARIN PLANLANMASI
ÇALIŞMANIN AMACI
Deniz ölçme ve veri değerlendirme çalışmalarında öncelikle
amacın ortaya iyi konması gerekir. Çalışmanın amacı
aşağıdakilerden biri veya birkaçı olabilir:
Askeri ve genel amaçlı oşinografik araştırmalarda sağlanan,
özellikle jeolojik verileri tamamlayıcı dip ve dip altı tabakalarına
ait yapısal ve litolojik bilgilerin tespiti.
Bölgenin batimetrik ve manyetik özelliklerinin çıkarılması
Sualtı tabanı ve sahillerde yapılacak her türlü inşaat ve tesislerin
üzerine inşa edilebileceği en uygun yerlerin belirlenmesi ile bu
tesislerin devamında alınması gerekli önlemlerin incelenmesi.
Denizaltı boru ve kablo hatlarının çekilmesi için gerekli
araştırmalar ve bunların periyodik kontrolleri
Deniz kaynaklarının ve mineral depolarının araştırılması ve
bulunması.
61
HİDROGRAFİK ÇALIŞMALARIN PLANLANMASI
Bu amaçların gerçekleştirilmesi için gerekli olan ideal bir
planlamada aşağıdaki aşamalar bulunmalıdır:
1. Çalışılması planlanan bölgenin kıyı kesiminin jeolojik yapısının
incelenmesi,
2. Bölgede mevcut öncel jeofizik ve jeolojik çalışmaların
incelenmesi,
3. Amaca en uygun çalışma haritasının hazırlanması,
4. Haritada mevcut jeolojik ve batimetrik verilere göre en uygun
hat yönü ve aralıkları ile kontrol hatlarının seçimi, sahadaki
akıntı, topografya gibi durumlar dikkate alınarak mevkii koyma
sıklık seçiminin belirlenmesi,
5. Çalışma sahasında en iyi kayıtları elde edebilmek için derinlik,
dip yapısı ve su içindeki ortam gürültüsüne uygun kullanım ve
kayıt frekans aralıklarının seçimi amacıyla deneme
ölçmelerinin yapılması,
6. Amaca göre kullanılacak sistem ve gücün belirlenmesi,
7. En ideal teknik personel sayı ve kariyerlerinin tespiti,
8. Mayın, boru hattı veya kablo gibi bir cisim araştırılıyorsa model
çalışmaları ve yapılabilirlik etüdü.
62
HİDROGRAFİK ÇALIŞMALARIN PLANLANMASI
ÖLÇME SAHASI
Deniz yatağının ekonomik olarak haritasını çıkartabilmek için,
ölçülecek alanda, ölçme botunun üzerinde hareket edeceği
birbirine paralel doğrultular belirlenir. Ayrıca şunlara da dikkat
edilir:
Doğruluk ve amaca uygun ölçeği belirlemek,
 Doğrultular arasındaki aralığı belirlemek,
 Doğrultu boyunca konum ölçmesi yapılacak aralığı belirlemek,
 Doğrultu üzerinde hareket ederken bot hızını belirlemek,
 Doğrultuların yönünü belirlemek.

63
HİDROGRAFİK ÇALIŞMALARIN PLANLANMASI
ÖLÇEK
IHO (Uluslararası Hidrografi Örgütü) 1987 de deniz haritaları için
şu ölçekleri vermiştir:
Limanlar ve kanallar : 1/10 000 ve daha büyük
Limana yaklaşma
: 1/20 000 ve daha büyük
Kıyıya yakın sular (30 m.den daha az derin ) : 1/50 000
ve daha büyük
Kıyı bölgeleri (30 m.den daha fazla derin)
: 1/100 000
ve daha büyük
64
HİDROGRAFİK ÇALIŞMALARIN PLANLANMASI
VERİ İŞLEME
Ölçmelerin planlanmasında, verileri işleme yönteminin önemli
bir yeri vardır. Basit ölçmelerde, sekstant ya da mikrodalga
aletleriyle elde edilen konum belirleme verileri yardımıyla,
gemide el ile çizilen krokiler kullanılabilir. Batimetrik ölçmeler
için kullanılan veriler, bir deftere ya da notebook'a yazılır.
Büyük alanların ölçümünde otomatik veri kaydedicilere ihtiyaç
duyulur.
İşin amacı ve gelecekte yapılacak olası ölçmeler dikkate
alınarak ne tür bir kontrolün gerekli olduğuna karar verilir.
Gereğinden fazla incelik, maliyeti arttırır fakat başlangıçta
yapılmayan kontrolün sonradan yapılması durumunda da
maliyet artar.
65
HİDROGRAFİK ÇALIŞMALARIN PLANLANMASI
VERİ İŞLEME
Birçok konum belirleme işlemi, ulusal ya da uluslararası kontrol ağına
dayalı olarak yapılır. Uydular yardımıyla da konum belirleme işlemi
yapılabilir. Derinlik ölçmelerini kontrol etmek amacıyla karada yüksekliği
bilinen Rs noktasından, ölçme bölgesine nivelmanla kot taşınabilir.
Ölçme bölgesindeki ortalama su seviyesi ile karadaki Rs noktası
arasındaki yükseklik farkı biliniyorsa kot taşıma işlemi yararlı olur. Aksi
takdirde su seviyesi, gözlenerek belirlenmelidir. Gözlem süresi ne kadar
uzun olursa sonuçlar da o kadar iyi olur.
Ölçme teknesinin istenen rotada ilerlemesini sağlamak için bir çok
yöntem kullanılır:
1- Pusula rotasında dümen kullanılır. Bu arada akıntı veya rüzgar
yüzünden meydana gelebilecek sürüklenmelere karşı koymak için
yapılması gerekenler hesaplanır.
2- Transit hattı boyunca dümen kullanılır (örneğin, bir çizgideki iki nokta
tutturulur).
3- Kıyıda bulunan sekstant, teodolit, ya da lazer gözlemcinin komutuna
göre, dümen kullanmak.
66

similar documents