Hidrografi ve Oşinografi Derinlik Ölçümü ( iskandil ) 1 DER İ NL İ K Ö L ÇÜ M Ü ( İ SKAND İ L) Sualt taban n n topografik durumunu belirlemek amac yla su y ü zeyine dik do ğ rultuda ( ç ek ü l do ğ rultusunda) derinlik ö l ç meleri yap l r. Bu i şleme hidrografide iskandil , derinli ğ i ö l çü len veya derinlik ö l ç mesi yap lan noktaya da iskandil noktas denir. İ skandil, klasik haritac l ktaki nivelman ile e ş anlaml d r. Ancak iskandilde uygulanan y ö ntemler ve kullan lan ara ç lar tamamen farkl d r. Burada sualt taban n g ö rmek m ü mk ü n olmad ğ ndan genellikle ö nceden saptanan do ğ rultular ü zerinde ve belirli aral klarla ö l ç meler yap l r ve elde edilen derinlik de ğ erleri o andaki su seviyesi ile ilgilidir. 2 DER İ NL İ K Ö L ÇÜ M Ü ( İ SKAND İ L) Derinlik de ğ erleri haritaya i şlenmeden ö nce ? y ö nteme, alete ve su ortam na ba ğ l olarak d ü zeltmeler uygulan r ve daha sonra ortak bir su seviyesine indirgenir. Derinlik ö l ç mesi, kullan lan alete g ö re ya bir operat ö r taraf ndan bizzat yap l r veya bir alet taraf ndan otomatik olarak ger ç ekle ştirilir. İ skandilde kullan lan alete g ö re derinlik de ğ erleri ya do ğ rudan okunur ya da dolayl olarak elde edilir. İ skandil y ö ntemleri; tarihi geli şim veya alet ? konstr ü ksiyonlar n n taml ğ y ö n ü nden, klasik y ö ntemler ve modern y ö ntemler diye iki gruba ayr labilir:3 DER İ NL İ K Ö L ÇÜ M Ü ( İ SKAND İ L) 1. Klasik y ö ntemler ? a- Lata iskandili, ? b- İ p iskandili, ? c- Tel (mekanik) iskandil. ? d- Hidrostatik iskandil, ? e- Termometrik iskandil, ? ? 2. Modern Y ö ntemler ? a- Akustik iskandil, ? b- Laser (Lidar) iskandili ?4 KLAS İ K DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Lata İ skandili ? İ skandil latalar , 4 - 6 metre uzunlu ğ unda, 5 - 7 cm ? ç ap nda daire ya da ç okgen kesitli ah şap veya hafif metalden yap lm ş ç ubuklard r. İ skandil latalar , desimetre b ö l ü ml ü olup okumalar n kolayla şt r lmas amac yla renklendirilmi ştir. Latan n suya kolay dalmas n sa ğ lamak, fakat yumu şak zeminlere batmas n ö nlemek amac yla ucuna metal bir ba şl k tak lm ş t r. Tabandan numune al nmas gerekti ğ inde bu ba şl ktan yararlan l r veya zeminden par ç a koparan ö zel bir ba şl k tak l r. S ğ sularda uzun lata boyunun ortaya ç kard ğ kullanma g üç l ü ğ ü n ü azaltmak i ç in birbirine eklenebilen latalar yap lm şt r.5 KLAS İ K DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Lata iskandil, duran bir ta ş ttan uyguland ğ gibi hareket ? halindeki bir bot ü zerinden de uygulanabilir. Uygulamada ; Lata d üş ey do ğ rultuya girmeden okuma yap lmamas na, ? Lata ucunun taban zeminine bat r lmamas na, ? Ö l ç melerin botun daima ayn yerinden yap lmas na, ? Bot h z n n ö l ç me i şlemini g üç le ştirmeyecek ve inceli ğ i ? etkilemeyecek de ğ erde olmas na ( ö rne ğ in, bot h z v < 1.0 m/s olmas na ) dikkat edilmelidir. Lata iskandilinde en ö nemli hata , operat ö r ü n ki şisel ? hatalar d r . Bu hatalar, operat ö r ü n yukar da belirtilen hususlara tam dikkat etmemesinden do ğ an hatalar ile okuma yanl şl klar d r. 6 KLAS İ K DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Aletsel hata olarak yaln zca lata b ö l ü mleri hatas ? vard r. Ancak bu hata, di ğ er hata kaynaklar yan nda genellikle ihmal edilebilecek kadar k üçü kt ü r. Su ortam ndan kaynaklanan hatalar da; su y ü zeyi dalgalar n n okumaya etkisi ve su i ç i ak nt lar n n lata konumuna etkisidir. Ayr ca bot h z n n b ü y ü k olmas ve sualt taban n n cinsi ve bitki ö rt ü s ü ö l ç meleri etkileyen di ğ er etkenlerdir. Lata b ö l ü mlerinin okuma inceli ğ i ±2 cm olmas na kar ş n, latan n tam d üş ey do ğ rultuya sokulamamas nedeniyle y ö ntemin inceli ğ i ±5-10 cm olarak kabul edilir . Lata iskandili, derinli ğ i 5 metreyi ge ç meyen s ğ ve k üçü k her t ü rl ü su ortam nda uygulanabilir. Ancak verimi ç ok azd r.7 KLAS İ K DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ İ p İ skandili ? İ p iskandilinde ö l ç me arac olarak iyi cins keten, kenevir veya ? sentetik liflerden ö zel olarak ö r ü lm üş ipler kullan l r. İ pin suya batmas n ve k sa s ü rede d üş ey do ğ rultuya girmesini sa ğ lamak amac yla ucuna metal bir a ğ rl k ba ğ lan r. Bu a ğ rl k, suyun derinli ğ ine ve su i ç indeki ak nt n n h z na ba ğ l olarak 2.5 - 10 kg aras nda de ğ i şir. İ skandil ipinin zamanla boy de ğ i ştirmesini azaltmak amac yla b ö l ü mlendirme yap lmadan ö nce, bir g ü n kadar su i ç inde bekletilir ve daha sonra iki direk aras na gerilerek kurumaya b rak l r. İ p kurutulduktan sonra, ü zerine belirli aral klarla ( genellikle 20 cm ) renkli kuma ş, deri par ç alar veya pirin ç plakalar ba ğ lanarak b ö l ü mlendirilir. İ pin boyu, her ö l ç me i şleminden ö nce ve sonra kontrol edilir. Sualt taban ndan ö rnek al nmas istendi ğ inde ö zel a ğ rl klar kullan l r. Bu a ğ rl klar n alt nda bir oyu ğ a yap şkan balmumu veya kal n ya ğ s ü r ü lerek ö rnek al nabilece ğ i gibi, ö zel ö rnek kaplar da bulunabilir. 8 KLAS İ K DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ9 KLAS İ K DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Bu t ü r uygulamada, ipin yukar ç ekilip a ğ rl ğ n tekrar f rlat lmas ? i ç in ge ç ecek s ü re i ç inde botun ard ş k iskandil noktas na hen ü z gelmemi ş olmas gerekir. Hidrografi botunun h z , suyun derinli ğ ine ve harita ö l ç e ğ ine ba ğ l olarak saptan r . Derinlik artt k ç a, a ğ rl ğ n sualt taban na inmesi ve ipin yukar ç ekilmesi (toplanmas ) i ç in ge ç ecek s ü re artaca ğ ndan botun h z azalt l r. Harita ö l ç e ğ i b ü y ü d ü k ç e iskandil noktalar n n ara uzakl klar k üçü lece ğ inden bot h z azalt l r . Hidrografi botunun harita ö l ç e ğ ine ba ğ l h z de ğ erleri şö yle verilmektedir: Harita Ö l ç e ğ i 1/2000 1/5000 1/10000 1/25000 1/40000 ? Ortalama Bot H z [m/s] 0.33 0.83 1.66 4.16 6.66 Ç al şma ortam ndaki suyun ak nt l olmas durumunda iskandil ? ipinin, ak nt nedeniyle b ü k ü lerek sonucu ö nemli ö l çü de etkilemesini ö nlemek amac yla derinlik ö l ç mesi, hareketli bot ü zerinden yap l r . Botun ak nt y ö n ü nde ve ak nt n n kar ş y ö n ü nde hareket etmesi durumlar nda, uygulama d ü zeni ve iskandil ipinin b ü k ü lmesi a şa ğ daki şekilde şematik olarak g ö r ü lmektedir.10 KLAS İ K DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ11 KLAS İ K DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Derinli ğ i 30 metreden az ve ak nt s z sularda y ö ntemin inceli ğ i, ? ±10 cm olarak kabul edilir. İ nceli ğ i etkileyen hata kaynaklar : 1- Su Ortam n n Neden Oldu ğ u Hatalar ? Su i ç inde ak nt nedeniyle ipin b ü k ü lmesi ö nlenemeyece ğ inden ? derinlik ö l çü lerinde bir miktar hata olu şur. Bu hata derinlikle do ğ rusal olarak ba ğ l de ğ ildir. İ pin ak nt nedeniyle b ü k ü lmesini azaltmak i ç in, ucundaki a ğ rl k bir miktar artt r l r Ak nt n n neden oldu ğ u derinlik hatas n n ak nt n n y ö n ü ne ba ğ l ? olmad ğ , buna kar ş l k ak nt h z na, suyun derinli ğ ine ve iskandil a ğ rl ğ na ba ğ l oldu ğ u saptanm şt r Su y ü zeyinin dalgal olmas veya bot h z n n neden oldu ğ u ? dalgalar, derinlik ö l çü mlerini dolay s yla inceli ğ i etkiler. Bu nedenle su ü zerindeki ç al şmalar n, dalgas z ya da az dalgal havalarda yap lmas , ayr ca ö l ç melerin botun dalga etkisinin az oldu ğ u k sm ndan (genellikle orta k sm ndan) yap lmas gerekir.12 KLAS İ K DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ 2- Operat ö r ü n Neden Oldu ğ u Hatalar ? İ p iskandilinde en ö nemli hata kayna ğ n ki şisel ? hatalar olu şturur. Bu hatalar şunlard r: - İ p d üş ey konuma gelmeden okuma yap lmas , ? - İ pin fazla sa ğ lan k sm ç ekilmeden okuma ? yap lmas , - Botun de ğ i şik yerlerinden okuma yap lmas , ? - Okuma hatalar ?13 KLAS İ K DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ 3- Aletsel Hatalar ? İ p iskandilinde en ö nemli aletsel hata kayna ğ , ip ? boyunun zamanla de ğ i şmesidir. İ p boyundaki de ğ i şme, ip ü zerindeki derinlik de ğ erlerini etkiledi ğ inden ö l çü lerde sistematik bir hata olur. Hatan n etkisini en aza indirmek i ç in; - Ö zel şekilde ö r ü lm üş iyi cins ipler kullan lmal , ? - İ pin boyunu, ö l ç melerden ö nce ve sonra kontrol ? ederek gerekirse ö l çü lere d ü zeltme getirilmeli, - İ p ucuna ba ğ lanan a ğ rl ğ n k ü tlesi uygun ? se ç ilmelidir.14 KLAS İ K DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Tel İ skandil ( Mekanik İ skandil ) ? Lata ya da ip kullanmak suretiyle yap lan derinlik ? ö l ç meleri yorucu ve zaman al c oldu ğ undan, ö zellikle 30 metreden daha derin sularda tel iskandili uygulan r. Bu y ö ntemde ö l ç me arac , ucuna a ğ rl k ba ğ lanm ş bir teldir. Telin sa ğ lmas n ve ö zellikle sar lmas n kolayla ş t rmak ve h zland rmak amac yla bir makara sisteminden yararlan l r. Ş ekilde, A : ç elik telin sar ld ğ makara, B :yard mc makara, P : İ skandil a ğ rl ğ d r. Yard mc makaran n ç evresi ö nceden ö l çü lm üş olup bellidir. Dolay s yla devir say s say larak sa ğ lan telin uzunlu ğ u belirlenir. 15 KLAS İ K DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ16 KLAS İ K DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Di ğ er y ö ntemlerde oldu ğ u gibi tel iskandilde de hata kaynaklar ; ? - Su ortam n n neden oldu ğ u hatalar, ? - Operat ö r hatalar , ? - Alet hatalar ? olmak ü zere 3 grupta toplan r. Tel iskandil, 30 - 1200 metre ? aras ndaki derinliklerde uygulan r. Ak nt olmas durumunda, ip iskandilindeki gibi ö zel ö l ç me y ö ntemi uygulanamad ğ ndan, ö l çü lerde yanl şl k (kaba hata) mertebesine ula şan hatalar olu şur. Hidrografi botunun her iskandil noktas nda durmas nedeniyle operat ö r hatalar , aletin geli ştirilmi ş yap s nedeniyle de alet hatalar , su ortam ndan kaynaklanan hatalar yan nda ihmal edilebilir. Ö rne ğ in, alet ü zerindeki derinlik sayac yard m yla sa ğ lan telin boyu ± 1 cm incelikle okunabilir. Ancak y ö ntemin inceli ğ i, derinli ğ e ba ğ l olarak ±0.01 H metre kabul edilir.17 KLAS İ K DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Bu aletlerin ç al şma ilkesi, basit bir ç kr k sistemine benzer. ? Ö l ç me arac olarak 1-1.5 mm ç ap nda kopma mukavemeti y ü ksek, galvanizli ç elikten yap lm ş paslanmaz teller kullan l r. Tel, makara veya disk ü zerine sar l r. Ö l ç me i şleminde telin sa ğ lan uzunlu ğ u, makaran n devir say s n g ö steren bir saya ç yard m yla belirlenir. Mekanik iskandil aletlerinin baz lar nda telin h zl ve fazla sa ğ lmas n kontrol eden otomatik fren donat m vard r. Tel ucundaki a ğ rl k, sualt taban na ula şt ğ nda, tel ü zerindeki germe kuvveti azalaca ğ ndan fren donat m harekete ge ç erek telin fazla sa ğ lmas ö nlenir. Su derinli ğ ine ve ak nt n n h z na ba ğ l olarak tel ucuna 0.1 - 20 kg aras nda de ğ i şen a ğ rl klar ba ğ lan r. İ skandil aleti, botun veya geminin uygun bir yerine ve bir ? platform ü zerine yerle ştirilir. Telin kopma olas l ğ iplere g ö re daha fazla oldu ğ undan, ip iskandilindeki gibi ileri f rlat lmas s ö z konusu de ğ ildir. Bu nedenle hidrografi ta ş t , her iskandil noktas nda ö l ç me i şlemi tamamlan ncaya kadar durmak zorundad r. 18 KLAS İ K DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Hidrostatik İ skandil ? Sualt taban nda ö l çü len hidrostatik bas n ç yard m yla ? derinli ğ in belirlenmesi, y ö ntemin temel ilkesini olu şturur. İ skandil aleti olarak hidrostatik bas n ç ö l ç erler kullan l r. Alet, ö l ç me yap lacak noktada bir ip veya tel yard m yla sualt taban na indirilerek o noktadaki su derinli ğ inin fonksiyonu olarak hidrostatik bas n ç ö l çü l ü r . Hidrostatik iskandil, dolayl sonu ç veren bir y ö ntemdir. Hidrostatik iskandil aleti, 100 - 200 metreye kadar olan derinliklerde kullan l r ve ortalama inceli ğ i ± 3-5 metredir . Derinlik artt k ç a incelik azald ğ ndan derin sular i ç in ya da hassas ö l ç meler i ç in uygun bir alet de ğ ildir. S ü rekli ve h zl ö l ç meye olanak vermedi ğ inden g ü n ü m ü zde pratik de ğ eri kalmam şt r.19 KLAS İ K DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Termometrik İ skandil ? Sualt taban nda ayn noktada s cakl k ve bas n ç ? ö l ç mek suretiyle derinli ğ in bulunmas y ö ntemin temel ilkesini olu şturur. Termometrik iskandil aleti olarak bir plaka ü zerinde yan yana yerle ştirilmi ş iki basit termometre kullan l r. Termometrelerden biri su bas nc na kar ş kal n bir cam koruyucu t ü p ü i ç ine al nm ş, di ğ eri ise a ç kt r. Termometrik y ö ntem, ö zellikle 1000 metre ve daha derin sularda uygulan r . Bu y ö ntemde sa ğ lanan incelik ± 0.005 H metredir . Uygulama s ras nda sark tma telinin ya da ipinin ak nt nedeniyle b ü k ü lmesinin derinlik de ğ eri ü zerinde ö nemli etkisi yoktur. Termometrik iskandil, s ü rekli ve h zl ç al şmaya olanak vermedi ğ inden g ü n ü m ü zde pratik de ğ eri kalmam şt r.20 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Akustik İ skandil ? Ses dalgalar n n su i ç inde yay lma ve yans ma ? ö zelliklerinden yararlan larak derinliklerin ö l çü lmesi y ö ntemin temel ilkesidir. Su i ç indeki bir ses ü retecinden sa ğ lanan ve d üş ey do ğ rultuda y ö neltilen ses impulslar , dalgalar halinde yay larak sualt taban na ula ş rlar ve buradan da yans yarak tekrar su y ü zeyine gelirler. Ses dalgalar n n su i ç indeki yay lma h z V bilindi ğ inden, impulslar n gidi ş - d ö n üş seyir s ü resi t ö l çü lerek su derinli ğ i, ba ğ nt s ndan bulunur. ? V 2 t = H21 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ22 DER İ NL İ K Ö L ÇÜ M Ü ( İ SKAND İ L23 SES İ N SU İ Ç İ NDE YAYILMA HIZI Ses dalgalar su i ç inde yans ma, k r lma ve yutulma gibi fiziksel kanunlara uyarak yay l rlar. Sesin su i ç inde yay lma h z suyun yo ğ unlu ğ una, ba şka bir deyi şle s cakl ğ na, tuzlulu ğ una ve derinli ğ ine (Bas nc na) ba ğ l olarak de ğ i şir. Ses dalgalar n n su i ç indeki yay lma h z ; V = ? 1 / k ? ba ğ nt s ile belirlenir. Burada; k : suyun yo ğ unlu ğ u, ? : suyun ge ç irgenli ğ idir. Derinli ğ e inildik ç e k ve ? de ğ erleri de ğ i şti ğ inden yukar daki ba ğ nt ya g ö re bulunacak h z b ö lgesel ko şullara uygun olmaz. Bu nedenle normal ko şullardaki ( t=0 0 C su s cakl ğ , s=%035 tuzluluk ve h=0m veya p=760mm Hg bas nc ) ses h z ortam ndaki ko şullara uygun olarak d ü zeltilir. 24 SES İ N SU İ Ç İ NDE YAYILMA HIZI Su ortam n n maksimum ve minimum yo ğ unlu ğ una g ö re sesin yay lma h z 1390-1650 m/s aras ndad r . B ö lgesel ko şullar i ç in ses h z n n genel ba ğ nt s , Vt,s,p = V 0 + ? Vt + ? Vs + ? Vp + ? Vt,s,p bi ç iminde verilmektedir. Burada; Vt,s,p : s cakl ğ t, tuzlulu ğ u s ve bas nc p olan suda sesin yay lma h z , V 0 : normal ko şullardaki suda sesin yay lma h z , S. Kuwahara’ya g ö re V 0 = 1445.5 m/s W. D. Wilson’a g ö re V 0 = 1449.2 m/s’dir . ? Vt , ? Vs , ? Vp : normal ko şullar d ş nda V 0 de ğ erine uygulanacak d ü zeltmeler ? Vt,s,p : her üç verinin ( t,s,p ) ayn anda de ğ i şmesi halinde ek d ü zeltme anlam ndad r. Bu ba ğ nt dan elde edilecek h z de ğ erindeki duyarl k ? 0.3 m/s kadard r.25 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Ses Enerjisinin Y ö neltilmesi ? Demetlenmemi ş bir ses enerjisi su i ç inde k ü resel bir ? y ü zey ş eklinde her y ö ne yay ld ğ ndan, bu t ü r bir ses enerjisi ile iskandil yap lmaz. Frekans , 16 Hz ile16 000 Hz (16 KHz) aras nda olan seslere i ş itilebilir ses ya da sonik ses denir. Bunlar n dalga boylar b ü y ü k oldu ğ undan enerjilerinin dar bir alan i ç inde demetlenmesi olanak d ş d r . Buna kar ş l k su i ç inde da ğ lma ve yutulma tehlikeleri azd r ve derin denizlerin iskandilinde tercih edilirler . Frekans 16 KHz ile 10 GHz aras ndaki seslere ultra ses denir. 10 MHz frekans de ğ erine kadar, sesin yay lmas nda hi ç bir dispersiyon olay ortaya ç kmaz.26 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Dolay s yla bu frekanslar i ç in sesin yay lma h z yeter ? derecede sabittir. Ultra seslerin dalga boylar k üçü k oldu ğ undan ( = V / f ) bunlar n dar bir alan i ç inde demetlenmesi ve y ö neltilmesi m ü mk ü nd ü r . Demetlenmi ş bir ultra ses, şekilde g ö r ü ld ü ğ ü gibi koni şeklinde hacimsel bir y ü zey i ç inde yay l r. Ultra seslerin iyi demetlenme ve y ö neltilme ö zelli ğ ine kar ş n, su i ç inde fazla miktarda yutulduklar ndan enerjilerini ö nemli oranda kaybederler. Bu nedenle derin sularda kullan lmazlar ; fakat s ğ sularda incelikli bir iskandile olanak sa ğ larlar. Fazla e ğ imli zeminlerde ise, yans ma dolay s yla, enerjilerinin ö nemli bir k sm al c ya ula şamaz.27 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ28 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Ses enerjisinin y ö neltilmesi, frekanstan ba şka ses ? ü retecinin karakteristi ğ ine, ba şka bir deyi şle su ile temas eden g ö nderici diyafram n bi ç imine ve b ü y ü kl ü ğ ü ne ba ğ l d r . Daire şeklindeki bir diyafram i ç in ses konisinin /2 tepe a ç s , f D V 1.22 = D ë 1.22 2 á sin * ? e şitli ğ inden hesaplan r. Burada, V :sesin su i ç indeki h z (m/s) :sesin dalga boyu (m) D:diyafram ç ap f : sesin frekans (1/s) anlam ndad r . 29 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Uygun bir y ö neltme diyafram n n ç ap , ? g ö nderece ğ i sesin dalga boyunun 8 ile 10 kat olmas gerekti ğ inden, sonik frekansl aletlerin transd ü seri (al c -verici ayg t ) ç ok b ü y ü k olur. Bu nedenle de kullan şl de ğ illerdir. Sonik frekansl sesler basit veya mekanik ü rete ç lerle elde edilmelerine kar ş l k, ultra sesler i ç in magnetostriktif veya piezoelektrik ilkesine g ö re ç al şan modern ses ü rete ç leri kullan l r.30 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Soru : Akustik iskandil i ç in 16 mm ç apl daire ? kesitli bir diyaframdan, frekans 12 Mhz, h z 1510 m/s olan ses dalgalar g ö nderiliyor. G ö nderilen sesin dalga boyunu ve ses konisinin tepe a ç s n bulunuz. 2216 . 1 á 6108 . 0 2 á 8 5 5 0 1 á 9 5 2 3 0 5497495 . 0 2 á 00959479 . 0 mm 16 mm 1258 . 0 22 . 1 D ë 22 . 1 2 á sin mm 1258 . 0 m 0001258 . 0 Hz 10 12 s / m 1510 f V ë g g 6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 31 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Akustik İ skandil Aletleri ? Akustik iskandil aletleri genellikle, g ö nderici - al c ? ü nitesi ile kontrol - kay t ü nitesi olmak ü zere iki ana ü niteden olu şur. 1. G ö nderici - Al c Ü nite (Transd ü ser) ? Su i ç inde bulunan bu ü nite, g ö nderici ve al c olarak ? ç al şan ayn ö zellikte iki ses ü retecinden olu şur. Ü rete ç ler, amaca g ö re ya bir koruyucu i ç inde yan yana bulunur ya da hidrografi ta ş t n n sa ğ ve sol karinas nda ayr yerlere tespit edilir. G ö nderici durumundaki ses ü reteci (transmitter), suya belirli frekanslarla ses impulslar verir . Dalgalar halinde yay lan ve sualt taban ndan yans yarak geri d ö nen impulslar al c durumundaki ü rete ç taraf ndan tespit edilir.32 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ 2. Kontrol - Kay t Ü nitesi (Ekograf) ? Suya verilen ses impulslar ile geri d ö nen ve belirli oranda ? kuvvetlendirilen impulslar n kar ş la şt r lmas kontrol ü nitesinde yap l r . Bu kar ş la şt rma sonucu impulslar n t seyir s ü resi elektronik olarak saptan r. Kontrol ü nitesi belli bir ses h z de ğ erine ayarlanm ş oldu ğ undan sonu ç , H=t * V/2 ifadesine uygun olarak ya bir ş kl g ö stergeye aktar l r, ya da mekanik enerjiye d ö n üş t ü r ü lerek kay t ü nitesinde bulunan ç izici bir uca iletilir. Ç izici u ç , kontrol ü nitesinin elektriksel uyar lar na g ö re ö zel kay t ka ğ d ü zerine belirli bir ö l ç ekte derinlikleri i şaretler. Kay t ka ğ d belirli bir h zda hareket ettirilebildi ğ inden, ü nitelerin s ü rekli ç al şt r lmas ve hidrografi ta ş t n n hareketli olmas durumunda, sualt taban n n s ü rekli bir profili (grafi ğ i) elde edilir. Hidrografi gemilerinde genellikle g ö nderici - al c ü nite karinaya, kontrol kay t ü nitesi de ö l ç me odas na sabit olarak monte edilir.33 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Kay t K â ğ tlar ? Aletin yap s na g ö re 180 - 210 mm geni şli ğ inde ve ? ö zel yap s olan rulo halinde kay t k â ğ tlar kullan l r. Derinlik kay tlar 1946 y l na kadar m ü rekkepli ç izici bir u ç ile yap l r, daha sonralar elektrik ak m ile kararan grafit kar ş ml ö zel karbon k â ğ tlar kullan lmaya ba şlan r. S ü rekli derinlik i şaretlemesine olanak sa ğ lamak i ç in kay t k â ğ d , iki makara aras nda belirli ve bilinen bir h zla hareket eder. Baz aletlerde bulunan ve e şit zaman aral klar nda k â ğ t ü zerine boydan boya d üş ey bir ç izgi ç izdiren otomatik zaman saya ç lar yard m yla, k â ğ d n ilerleme h z kontrol edilebilir. Akustik iskandil aletlerinde derinlikler s ü rekli olarak ? kaydedildi ğ inden, yatay d ü zlemdeki konumu ö l çü len iskandil noktalar , kay t ü nitesindeki bir d ü ğ me yard m yla k â ğ t ü zerine d üş ey bir ç izgi ile i şaretlenir . 34 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Akustik İ skandilin Uygulanmas ? Aletin Yerle ş tirilmesi ? Akustik iskandil aletinin g ö nderici - al c ü nitesi daima su i ç inde ? bulunur. Hidrografi botlar nda kullan lan akustik iskandil aletlerinin g ö nderici ve al c ü rete ç leri genellikle yan yana getirilerek tek bir ü nite (transd ü ser) i ç inde toplanm şt r . Transd ü ser, bir ask borusu yard m yla botun kenar ndan ya da ö n ü nden suya indirilerek 0.75 - 1.50 m derinli ğ e d üş ey konumda yerle ştirilir. Kontrol - kay t ü nitesi, botun i ç inde herhangi bir yere yerle ştirilebilir. Hidrografi gemilerinde genellikle sabit konumlu akustik aletler ? kullan l r ve bunlarda g ö nderici ve al c ses ü rete ç leri birbirinden ayr yerlere, ö zellikle geminin sol ve sa ğ karinas na sa ğ lam bi ç imde tesbit edilir. Kontrol - kay t ü nitesi ise ö l ç me kamaras nda bulunur . Ü nitelerin birbirleriyle ve enerji kayna ğ ile ba ğ lant lar ö zel kablolar yard m yla sa ğ lan r. 35 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Aletin Kontrol ü ve D ü zenlenmesi ? Akustik iskandil aletlerinin genel kontrol ü , ç o ğ unlukla derinli ğ i ve ? i ç indeki suyun yo ğ unlu ğ u bilinen havuzlarda yap l r . Bunun d ş nda, alet her ç al şma ortam nda kontrol edilir ve gerekirse ortamdaki fiziksel ko şullara uygun olarak d ü zenlenir . Çü nk ü aletin kalibre edildi ğ i ses h z ile, ç al ş lan ortamdaki ko şullara uygun ses h z aras nda ö nemli ayr cal klar bulunabilir. Akustik aletlerin arazide kontrol ve d ü zenlenmesi i ç in iki y ö ntem kullan labilir. a) Teorik Y ö ntem: ? Akustik iskandil aletleri genellikle belirli bir ses h z de ğ erine ( ö rne ğ in ? 1500 m/s ) kalibre edilmi şlerdir. Teorik y ö ntemde, ç al ş lan ortamdaki suyun fiziksel verileri saptanarak ortam i ç in ge ç erli ses h z bulunur ve alet bu ses h z de ğ erlerine ayarlan r. Ancak ç al şma ortam n n her yerinde ayn fiziksel ko şullar olamayaca ğ ndan, bu h z ortam n de ğ i şik yerlerinde ö l çü len s cakl k, tuzluluk ve derinlik de ğ erlerine g ö re bulunmu ş ortalama bir ses h z de ğ eridir . Bu y ö ntem su ortam n n ç e şitli yerlerinde s cakl ğ n ve tuzlulu ğ un ö l çü lmesini gerektirdi ğ inden masrafl ve zaman al c d r. Ayr ca her akustik iskandil aletinde ses h z d ü zenlemesi olanakl de ğ ildir. Bu tip aletlerle yap lan ö l ç melerden elde edilen de ğ erlere h z d ü zeltmesi uygulan r.36 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Pratik Y ö ntem : ? Akustik aletler, ip ya da tel iskandil ile kontrol edilir. ? Bunun i ç in ip veya tel ucuna ba ğ lanm ş yatay konumlu metal bir plakadan yararlan l r ya da sualt taban n n d ü z oldu ğ u tahmin edilen yerlerde kontrol ö l ç meleri yap l r. G ö nderici - al c ü nitenin tam alt na 5,10,15,.. m gibi bilinen derinliklere indirilen metal plakan n derinli ğ i, bir kez de aletle ö l çü lerek ayn de ğ erler okunacak bi ç imde aletin kay t ü nitesi d ü zenlenir . Pratik y ö ntemden do ğ ru sonu ç al nabilmesi i ç in kar ş la şt rma ö l ç melerinin b ö lgeyi temsil edecek birka ç noktada yap lmas ve bu noktalarda su ak nt s n n olmamas gerekir. Kontrol, sualt taban n n d ü z oldu ğ u bilinen yerlerde de benzer şekilde yap l r. 37 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ38 BAR TEST İ Akustik iskandil aleti 1510 m/s ses h z na ayarl iken 30 m derinli ğ e kadar her 2 metrede bir bar testi okumalar yap l yor. A şa ğ daki verilere g ö re indeks ve ses h z hatalar n bulunuz ve bu hatalara g ö re ö l çü mlerden sonra verilerden ç kart lmas gereken de ğ eri; bar testinin hemen sonras nda sisteme girilmesi gerekli yeni ses h z de ğ erini hesaplay n z.39 BAR TEST İ -75.20 4960 -2.50 240 -18.00 900 -0.60 29.40 30 -14.00 784 -0.50 27.50 28 -14.30 676 -0.55 25.45 26 -9.60 576 -0.40 23.60 24 -7.70 484 -0.35 21.65 22 -5.00 400 -0.25 19.75 20 -4.50 324 -0.25 17.75 18 -3.20 256 -0.20 15.80 16 -1.40 196 -0.10 13.90 14 -0.60 144 -0.05 11.95 12 0.00 100 0.00 10.00 10 0.80 64 0.10 8.10 8 0.90 36 0.15 6.15 6 0.80 16 0.20 4.20 4 0.60 4 0.30 2.30 2 x y x 2 Fark (y) Okunan De ğ er Bar Derinli ğ i (x)40 BAR TEST İ41 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Akustik Derinlik Ö l çü m ü ne Uygulanacak D ü zeltmeler ? Akustik iskandil aletinin ses ü retecinden ç kan ses ? impulslar yakla ş k olarak koni bi ç iminde hacimsel bir y ü zey i ç inde sualt taban na do ğ ru yay l rlar . Sualt taban ndan yans yarak al c durumundaki ü niteye ula şan impulslardan en erken gelenler, ba şka bir deyi şle en k sa yolu kateden impulslar kay t k â ğ d ü zerinde ilk derinlik ç izimine ve daha ge ç d ö nen impulslar ise ç izginin kal nla şmas na ve a şa ğ do ğ ru sarkmas na neden olurlar. Bu nedenle kay t k â ğ d ü zerindeki derinlik i şareti ve dolay s yla sualt grafi ğ i (profili) ince bir ç izgi halinde olu şmaz. Derinlik okumas ö zel durumlar d ş nda, daima grafi ğ in ü st kenar ndan yap l r . Sualt taban n n d ü z veya engebeli olmas na g ö re derinlik ö l çü lerinin de ğ erlendirilmesi farkl d r.42 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ 1. Sualt Taban D ü z Kay t k â ğ d ndan okunan derinlik, e şitli ğ ine uygundur. H' de ğ eri, ses konisi ekseninin d üş ey konumda oldu ğ u kabul ü yle, g ö nderici - al c ü nitenin alt y ü zeyinden sualt taban na kadar olan d üş ey uzakl kt r. İ skandil yap lan noktadaki su derinli ğ ini bulabilmek i ç in, g ö nderici - al c ü nitenin su i ç indeki derinli ğ ini eklemek gerekir. Bu durumda derinlik; H=H' + a olur. Uygulamada hesap i şlemini azaltmak amac yla, ö l ç meye ba şlamadan ö nce kay t k â ğ d n n s f r ç izgisi "a" de ğ eri kadar ö telenmek suretiyle b ü t ü n derinliklere otomatik olarak eklenir. v t H 2 ? ?43 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ 2. Sualt Taban E ğ imli ? Sualt taban e ğ imli ise, en k sa yolu ? kateden impulslar şekilde g ö r ü ld ü ğ ü gibi e ğ imin ü st k sm na isabet eden ses konisinin kenar impulslar olacakt r. Bu durumda kay t k â ğ d ndaki grafi ğ in ü st kenar nda okunan ge ç ici derinlik; d r. İ skandil yap lan noktadaki su ? derinli ğ ini bulmak i ç in a de ğ erinin ve dHe e ğ im d ü zeltmesinin dikkate al nmas gerekir. Bu durumda kesin derinlik; H=H" + a + dHe ? e şitli ğ i ile hesaplan r. ? ? ? ? H t V 244 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Transd ü serlerin karakteristikleri bilindi ğ inden ses konisinin tepe ? a ç s bellidir ya da hesaplanabilir. Ses konisi i ç indeki sualt taban n n e ğ imi sabit kabul edilerek dHe e ğ im d ü zeltmesi i ç in , şekildeki BB"A' üç geninden, dHe=BB" tan -B'B" ? yaz labilir. Ayr ca B'B" = H" - AB" oldu ğ undan, ABB" ? üç geninde, cos cos sin sin ? ? ? ? 2 2 2 2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? A B AB A B H A B H B B AB B B H B B H yaz labilir ve bu de ğ erler yukar da yerlerine konulursa,45 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ dHe H H H dHe H H dHe H dHe H ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? sin tan cos sin tan ( cos ) sin tan cos sin cos sin tan sin (tan tan ) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 4 2 446 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Akustik iskandilde e ğ im d ü zeltmesinin al nmamas , ö zellikle ? e ğ imli sualt taban ndaki ö l ç meler i ç in b ü y ü k bir hata kayna ğ olur. Sualt taban n n e ğ imi, kay t ka ğ d ü zerindeki profilden belirli bir yakla ş kl kla saptanabildi ğ inden, e ğ im d ü zeltmesi hesab kesin sonu ç vermez. Ses dalgalar n n yakla ş k koni şeklinde hacimsel bir y ü zey i ç inde yay ld ğ i ç in, ö zellikle engebeli sualt tabanlar i ç in kay t ka ğ d ü zerindeki profil (eko grafi ğ i) botun ilerleme do ğ rultusundaki d üş ey profili temsil etmez. Bu nedenle "dHe" e ğ im d ü zeltmesi de ğ erini k üçü ltmek ve ihmal edilebilir bir s n ra yakla şt rmak i ç in, y ü ksek frekansl yani ses konisinin tepe a ç s 2 o den k üçü k aletler geli ştirilmi ştir . Ayr ca y ü ksek frekanslar n neden oldu ğ u sak ncalar ortadan kald rmak ve eko grafiklerinin daha kolay yorumlanmas na olanak sa ğ lamak vb. ama ç lar i ç in, ayn anda biri al ç ak frekansl di ğ eri y ü ksek frekansl ses g ö nderen modern akustik aletler geli ştirilmi ştir .47 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Ayn Anda İ ki De ğ i şik Frekansl Ses İ le İ skandil ? Tek frekansl akustik iskandil aletleri ile yap lan derinlik ? ö l ç melerinde ses konisinin tepe a ç s belirli bir s n ra kadar k üçü lt ü lebildi ğ inden, ö zellikle e ğ imli sualt tabanlar i ç in ö l ç melere e ğ im d ü zeltmesi uygulansa bile, yakla ş k bir sonu ç elde ediliyordu. E ğ im d ü zeltmesi hesab n ortadan kald rmak amac yla , ayn anda iki de ğ i şik frekansla ö l ç me yapan ç ift transd ü serli akustik aletler geli ştirilmi ştir. Trand ü serlerden biri, ses konisinin tepe a ç s ç ok k üçü k ( /2<3 o ) olan y ü ksek frekansl ses dalgalar , di ğ eri ise ( /2>30 o ) olan al ç ak frekansl ses dalgalar g ö ndermekte ve her iki ü nite ayn bir kontrol - kay t ü nitesine ba ğ lanmaktad r.48 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Bu d ü zende yap lm ş bir akustik iskandil aleti ç al şt r ld ğ nda ? bir iskandil noktas i ç in kay t ka ğ d ü zerinde ayr iki derinlik i şareti g ö r ü l ü r. E ğ er hidrografi botu hareket halinde ise, e ğ imli sualt taban i ç in k â ğ t ü zerinde alt alta iki zemin profili olu şur. Y ü ksek frekansl (k üçü k tepe a ç l ) ses dalgalar n n olu şturdu ğ u profil ç izgisi dar ve koyu tonda, al ç ak frekansl ses dalgalar n nki ise a ç k tonda geni ş bir profil band bi ç iminde olu şur. A şa ğ daki şekilde g ö r ü ld ü ğ ü gibi profil bandlar n n ü st s n rlar , teorik olarak ses konilerine ait en k sa yolu kateden impulslar n neden oldu ğ u ç izimlerdir yani H1" ve H2" derinlikleridir. İ skandil yap lan noktadaki H' derinli ğ i, şekildeki geometrik ba ğ nt lardan 49 yaz labilir. Burada, t 1 : A ç k tondaki grafi ğ in ü st kenar ndan okunan derinlik, t 2 : Koyu tondaki grafi ğ in ü st kenar ndan okunan derinlik, ? 1 : Al ç ak frekansl transd ü serin karakteristi ğ i (tepe a ç s ), ? 2 : Y ü ksek frekansl transd ü serin tepe a ç s d r. ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? H t t t H H H H t t t H H H 2 2 1 2 2 1 1 2 2 1 2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 sin sin sin sin sin sin ? ? ? ? ? ?50 Akustik İ skandilde Hata Kaynaklar Su Ortam ndan Kaynaklanan Hatalar ? a) H z Hatas ? Akustik iskandil aletlerinin kontrol - kay t ü nitesi genellikle ? belirli bir ses h z (V 0 ) de ğ erine ayarland ğ ndan, ç al ş lan ortamdaki fiziksel ko şullar n gerektirdi ği ses h z n n V 0 de ğ erinden farkl olmas halinde, kay t k â ğ d ndan okunan derinlikler dH v kadar hatal olur. Aletin ayarlanm ş oldu ğ u V 0 ses h z na g ö re ö l çü lm üş ge ç ici derinlik H 0 ' ile g ö sterilirse; ? ? ? ? ? ? ? ? ? H t V dH H V V V H H dH v v 0 0 0 0 0 0 2 ( )51 Akustik İ skandilde Hata Kaynaklar b) Su Seviyesindeki D ü zensiz De ğ i ş meler Su seviyesindeki d ü zenli de ğ i şmeler ile gel - git etkisinden kaynaklanan de ğ i şmeler, mareograf ö l çü leri ile saptanabilece ğ inden, burada dalgalar n neden oldu ğ u d ü zensiz seviye de ğ i şmeleri ve yalpa etkileri s ö z konusudur. Su seviyesindeki d ü zensiz de ğ i şmelerin etkisi, yalpa etkileri yan nda ihmal edilebilir. Hidrografi ta ş t n n dalgalar nedeniyle ö ne - arkaya veya sa ğ a - sola yalpa yapmas , sabit g ö nderici - al c ü nitelerde ses konisi ekseninin d üş eyli ğ ini etkileyece ğ inden derinlik ö l ç melerinde yanl şl k derecesine ula şan kaba hatalar olu şturur. 52 Akustik İ skandilde Hata Kaynaklar Yalpalar n d ü zensiz olmas nedeniyle hatan n miktar n saptamak m ü mk ü n de ğ ildir. Bu nedenle yalpa etkisini dengeleyerek ses konisi ekseninin d üş eyli ğ ini sa ğ layan transd ü serler kullan lmal d r. Aksi takdirde su y ü zeyinin dalgal oldu ğ u g ü nlerde ö l çü m yap lmas ndan ka ç n lmal d r. 53 Akustik İ skandilde Hata Kaynaklar Aletsel Hatalar Akustik iskandil aletlerinin ü nitelerinin her birinin yeterli ve do ğ ru ç al şmas zorunludur. Ö rne ğ in, enerji ü nitesinin yeterli ç al şmamas halinde di ğer ü niteler do ğ ru ç al şmayaca ğ ndan ö l ç melerde aletsel hatalar olu şur. Bu nedenle akustik aletler i ç in gereksinilen enerjinin maksimum ve minimum s n rlar saptanm şt r. Aletsel hatalar n ö nemlileri şunlard r: a) Seyir S ü resi Hatas Ses impulslar n n sualt taban na gidi ş-d ö n üş (seyir) s ü resi "t", elektronik olarak ve aletin inceli ğine g ö re ±10 -3 - 10 -4 saniye do ğ rulukla saptan r. Bunun derinlik ö l ç melerine etkisi a şa ğ daki e şitlikle belirlenir. d H v dt t ? ? 254 Akustik İ skandilde Hata Kaynaklar b) Ayar Hatas Aletin normal ç al şma d ü zeninin bozulmas ya da yetersiz d ü zenlemeler ayar hatas olarak adland r l r. Su yo ğ unlu ğ u ve derinli ğ i bilinen bir yerde (genellikle havuzlarda) yap lan ö l ç melerle hata miktar belirlenir. Ger ç ek derinlik ile kay t ka ğ d ndan okunan derinlik aras ndaki fark, derinlik okuma inceli ğ inden k üçü k ise alete ya da ö l çü lere d ü zeltme uygulanmaz. 55 Akustik İ skandilde Hata Kaynaklar Ki ş isel Hatalar Akustik iskandil aletleriyle otomatik ve s ü rekli ö l çü m yap lmas na kar ş n, ö l ç meye ba şlamadan ö nce aletin kontrol ü ve d ü zenlenmesi, ç al şma s ras nda derinlik basama ğ n n de ğ i ştirilmesi, konum ö l çü m ü yap lan iskandil noktalar n n i ş aretlendirilmesi ve numaraland r lmas gibi i şler i ç in alet operat ö r ü ne ihtiya ç duyulur. Operat ö r ü n yapaca ğ hatalar ile kay t k â ğ d ndan derinlik okumas yapan ki şinin hatalar , ki ş isel hatalar olu şturur . Bu hatalar n baz lar şunlard r: a) Aletin Hatal D ü zenlenmesi Kontrol ü nitesinde hatal h z ayar ve kay t k â ğ d n n s f r ayar n n hatal yap lmas ki şisel d ü zenleme hatalar d r. Bunlar dikkatsizlikten kaynaklanan hatalard r ve ö l çü leri sistematik olarak etkiler. Ç al şma s ras nda aletin belirli zamanlarda kontrol edilmesi ile hatan n varl ğ ve miktar belirlenebilir.56 Akustik İ skandilde Hata Kaynaklar b ) Transd ü ser Derinli ğ ini Ö l ç me Hatas Transd ü ser su y ü zeyinden belirli bir derinli ğ e indirilir. Alet daima bu ü nitenin alt nda kalan derinli ğ i ö l ç t ü ğ ü nden, su y ü zeyine g ö re derinli ğ i belirlemek i ç in, transd ü ser derinli ğ inin de ö l çü lerek eklenmesi gerekir. Normal ko şullarda transd ü ser derinlik hatas n n ±2 cm den k üçü k oldu ğ u kabul edilir. c) Derinlik Okuma Hatas Akustik iskandilde derinlik i şaretleyen aletler (ekograflar) kullan ld ğ ndan, derinlikler kay t k â ğ d ndan okunur. Derinlik okumas nda ki şiye ba ğ l olarak d ü zenli ve d ü zensiz hatalar olabilir. Kay t k â ğ d ü zerindeki taban grafi ğ i net ve ince bir ç izgi olmad ğ ndan okuma inceli ğ i ortalama, ±0.5mm olarak al n r. Kaba okuma hatalar genellikle, yanl ş okuma ve yalanc eko dalgas olarak ikiye ayr l r. Yanl ş okuma genellikle dikkatsizli ğ in bir sonucudur. Yalanc eko yan lg s ise, okuyucunun yorumlama bilgisi yetersizli ğ i nedeniyle ger ç ek tabana ait olmayan ç izgiyi okumas d r. 57 Akustik İ skandilde Hata Kaynaklar Soru : Bir noktada akustik iskandil yap l yor. Kontrol kay t ü nitesinde ayarl olan ses h z , 1510 m/s, g ö nderilen sesin h z 1460 m/s, transd ü ser derinli ğ i 1.25 m, sesin g ö nderilmesi ve al nmas i ç in ge ç en s ü re 0.6 saniye, ses konisinin tepe a ç s 10 ? ve sualt taban n n e ğ imi 12 ? .4 oldu ğ una g ö re iskandil derinli ğ ini bulunuz.58 Akustik İ skandilde Hata Kaynaklar m . . . . . dH H H m . . ) . tan . (tan sin . dH ) á tan â (tan á sin H dH m . . . . dH H H m . . ) ( . ) V V V ( H dH m . . . V t H e e e v y y v y 98 445 73 6 25 1 00 438 73 6 5 2 4 12 2 10 00 438 4 2 00 438 00 15 00 453 00 15 1510 1510 1460 00 453 00 453 1510 2 6 0 2 0 0 0 0 0 0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + ? ? ? ?59 Akustik İ skandilde İ ncelik Akustik İ skandilde İ ncelik Akustik iskandil aleti ile ö l çü len H' derinli ğ ine de ğ i şik d ü zeltmeler uyguland ktan sonra Hd d ü zeltilmi ş derinlik de ğ eri elde edilir. Akustik y ö ntemle elde edilen Hd derinli ğ i ve inceli ğ i; e şitli ğ i ile ifade edilir. Burada; m H' : Derinlik çö z ü mleme inceli ğ i m a : Transd ü ser derinli ğ inin ö l çü lme inceli ğ i m Hv : H z d ü zeltmesi inceli ğ i m He : E ğ im d ü zeltmesi inceli ğ i m Ha : Aletin ayar d ü zeltmesi inceli ğ i H H a dH dH dH m m m m m m d v e a Hd H a Hv He Ha ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 2 2 2 260 Akustik İ skandilde İ ncelik Akustik aletlerin ayar d ü zeltmesi m Ha laboratuvar d ş nda genellikle ip veya tel iskandili ile yap ld ğ ndan m Ha < m ok kabul edilir. E ğ im d ü zeltmesi inceli ğ i, ö ncelikle sualt taban e ğ imine ve e ğ im de ğ erinin inceli ğ ine ba ğ l d r. D ü z sualt tabanlar i ç in m He = 0 kabul edilir. Y ö ntemin genel inceli ğ i; Klasik aletlerle yap lacak ö l ç meler i ç in: 100 metrede ±1 m (±%1 H) Hassas aletlerle yap lacak ö l ç meler i ç in: ± % (0.1 - 0.25) H metre olarak kabul edilir. 61 Lidar İ skandil Lidar (Laser) İ skandil Su y ü zeyindeki bir ş k kayna ğ ndan d üş ey do ğ rultuda g ö nderilen ş k ş nlar sualt taban ndan yans yarak geri d ö nerler. I ş k dalgalar n n su i ç indeki yay lma h z C', bilindi ğ inden ş ğ n t seyir s ü resi ö l çü lerek su derinli ğ i; ba ğ nt s ndan bulunur. I ş k dalgalar n n su i ç inde da ğ lma ve yutulmas n n fazla olmas nedeniyle, derinlik ö l ç melerinde dalga boylar 0.48 mm - 0.55 mm aras nda olan laser ş nlar kullan l r. Laser ş nlar ile derinlik ö l ç me y ö ntemine lidar iskandili denir. H t C ? ? 262 Lidar İ skandil Lidar ile iskandil denemeleri ilk kez 1969 y l nda ? Ontario g ö l ü nde u ç aktan yap lm ş ve olumlu sonu ç lar al nm şt r. Ancak u ç aktan yap lan ö l ç melerde su y ü zeyinin ş k ş nlar ü zerinde olumsuz etkisi g ö r ü ld ü ğ ü nden, ö l ç melerin bottan yap lmas zorunlu olmu ştur. Lidar iskandilinin inceli ğ i, ö ncelikle ş ğ n su i ç indeki yay lma h z na, seyir s ü resinin belirlenmesi inceli ğ ine ba ğ l d r. Ayr ca sualt taban ndan d ö nen ş k ve al c n n çö z ü mleme yetene ğ i inceli ğ i etkileyen di ğ er fakt ö rlerdir. Laser ş nlar n n 30" - 30' gibi ç ok dar a ç i ç inde demetlenebilmesi ve ş k yo ğ unlu ğ unun ç ok fazla olmas nedeniyle sualt taban n n e ğ imi ile ilgili e ğ im d ü zeltmesi ihmal edilebilir.63 Derinlik Ö l çü lerinin İ ndirgenmesi Derinlik ö l çü leri, y ö ntemle ilgili d ü zeltmeler getirildikten sonra ortak bir y ü zeye indirgenir. Bu y ü zey, maregraf ö l ç meleri ile belirlenen ortalama su seviyesinden ge ç en bir y ü zeydir. Derinlik ö l çü m ü s ü resince maregraflar yard m yla, su seviyesindeki de ğ i şimler izlendi ğ inden ortalama su seviyesinin kotu bellidir. Buna g ö re bir derinlik ö l çü s ü n referans y ü zeyine indirgenmesi; H i = H sk - H d ba ğ nt s ile yap l r.Burada, H d = D ü zeltilmi ş derinlik de ğ eri H sk = İ skandilin yap ld ğ andaki su seviyesi kotu, anlam ndad r. İ ndirgenmi ş derinlik de ğ erleri, sualt taban n n y ü ksekli ğ ini ifade eder. 64 İ skandil Yo ğ unlu ğ u İ skandil Yo ğ unlu ğ u Haritan n yap l ş amac na ve sualt taban n topografik yap s na ba ğ l olarak iskandil yo ğ unlu ğ u, noktalar aras uzakl k harita ü zerinde 0.5 - 1.0 cm olacak şekilde belirlenir. K y dan a ç k denizlerde ya da sualt taban n n d ü z oldu ğ u tahmin edilen sularda standart nokta yo ğ unlu ğ u azalt labilir. Bu ko şullarda ö zellikle akustik iskandilde, iskandil do ğ rultular aras ndaki uzakl k 1.0 - 1.5 cm , do ğ rultular ü zerinde konumu ö l çü lecek noktalar aras uzakl k ise 1.5 - 2.0 cm'ye kadar ç kar labilir. Ancak gerekli g ö r ü len yerler i ç in veya derinlik (izobat) e ğ rileri ç iziminin inceli ğ ini artt rmak amac yla, kay t k â ğ d ü zerinde bilinen noktalar aras nda enterpolesyon yapmak suretiyle yeni noktalar belirlenebilir. İ p ve tel iskandilde bu olanaklar olmad ğ ndan standart nokta s kl ğ na uyulur.65 İ skandil Yo ğ unlu ğ u Sualt taban n n y ü kseklik e ğ rileri ç izildikten sonra, iskandil noktalar n n bir k sm silinerek genelle ştirme yap l r. A şa ğ daki ç izelgede derinlik ö l ç me y ö ntemlerine ba ğ l olarak k üçü k ve b ü y ü k ö l ç ekli harita ç al şmalar i ç in, iskandil do ğ rultular ile bu do ğ rultular ü zerindeki iskandil noktalar n n ara uzakl ğ g ö sterilmi ştir. Sualt taban n n d ü z oldu ğ u tahmin edilen b ö lgeler i ç in ç izelgede yaz l olan de ğ erlerin ikincileri al n r. Akustik iskandilde, kay t ka ğ d ü zerinden enterpolasyonla yeni noktalar belirlenerek ç izelgedeki de ğ erler standart nokta aral klar na getirilir. 66 İ skandil Yo ğ unlu ğ u İ skandil do ğ rultular n n aral klar ? Ö 1/40.000 Ö < 1/40.000 ? Klasik Y ö ntemler 1.0 cm 1.0 - 1.5 cm ? Akustik Y ö ntem 1.0 cm 1.0 - 1.5 cm ? Do ğ rultu ü zerinde iskandil aral klar ? Ö 1/40.000 Ö < 1/40.000 ? Klasik Y ö ntemler 0.5 - 1.0 cm 1.0 cm ? Akustik Y ö ntem 2.0 - 3.0 cm 3.0 - 4.0 cm ?67 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Transd ü ser ve H ü zme Ş ekillendirmesi ? 1-300 kHz frekans aral ğ nda yer alan bas n ç dalgalar en ç ok ? kullan lanlard r. Titre şimli bir y ü zey taraf ndan olu şturulurlar. Rezonans frekans , gerekli olan transmisyon frekans kadard r. Genellikle, titre şimli y ü zey bir seramik motora elektrik g ü c ü uygulanmas yla ç al şt r l r ya da elektrik g ü c ü do ğ rudan y ü zeye uygulan r. Ard ndan deniz suyu etkeniyle ili şki i ç inde olan titre şim taraf ndan elektrik g ü c ü ses g ü c ü ne ç evrilir. Bu sistem transd ü serdir . Ses, bas n ç dalgalar y ü z ü nden titre şime u ğ rayan bir transd ü ser, ayn şekilde ses g ü c ü n ü elektrik g ü c ü ne d ö n üş t ü recektir. B ö ylece, transd ü ser deniz suyu etkeninden ses g ü c ü yayabilir. T pk radar n e-m dalgalar yla i şledi ğ i bi ç imde o da iletkenin y ö r ü ngesindeki bir hedef taraf ndan yans t lan ses g ü c ü n ü alabilir. Veric i (yay c ) g ö revi yapan transd ü serlere projekt ö r , al c g ö revi yapanlara ise hidrofon denilir. 68 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Ö l ç melerde kullan lan transd ü serler, ç e şitli şekillerde ses g ü c ü ? h ü zmeleri ü retmek ü zere tasarlanm şlard r. Genellikle, enerjiyi yay lma y ü zeyine dik bir eksen boyunca y ö nlendirirler. Belirleyici fakt ö r iletilen frekanstaki dalga boyu ile y ü zeyin boyutlar d r. Uzun ve dar bir y ü zey, ortogonal d ü zlemde uzun boyuta do ğ ru dar bir ş n (h ü zme) ü retecektir. Daire şeklindeki bir transd ü ser koni şeklinde h ü zme ü retir .69 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ70 H ü zme geni şlemesi ula ş lan yol g ö stericilik derecesini yani ? transd ü serin ses g ü c ü n ü toplama (y ö nlendirme) yetene ğ ini belirtir. Kabaca dairesel bir transd ü serin h ü zme geni şlemesi ? ? = (65 ? ) / d bi ç iminde g ö sterilebilir. Burada; ? , iletilen ya da al nan frekans n dalga boyu; d, ise yay lma y ü zeyinin ç ap d r (her ikisi de ayn birimlerle ifade edilmi ştir). Dikd ö rtgen transd ü serde ise, ?? = (50 ? ) / L şeklinde yaz labilir. L, dikkate al nan H ü zme d ü zlemine dikey olan yay lma y ü zeyinin boyutudur . MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ71 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Ses dalgalar n n deniz suyundaki ortalama yay lma h z , 1500 m ? /s dir. 30 kHz lik bir sesin akustik iletimi (1500 / 30 000) m ya da 50 mm kadar bir dalga boyuna sahip olur. 30 ? lik bir konik h ü zme geni şlemesi i ç in (65 ? 0.05 / 30) m ya da 110 mm ç apl bir transd ü ser gerekir. 1m ? 0.1 m boyutlar nda dikd ö rtgen bir transd ü serin h ü zme geni şlemesi; bir d ü zlemde (50 ? 0.05/1), bir di ğ erinde ise (50 ? 0.05/ 0.1) olacakt r. Ya da 2.5 ? ? 25 ? . Ekosander (echo-sounder) sisteminin temel bile şenleri: ? transmisyon birimi (transceiver), al c / verici birimi (transducer), bir al c amplifikat ö r ü ve sinyal i şlemcisi ile kay t ç veya g ö sterim (display) birimlerinden olu şmaktad r72 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ73 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Frekans ? İ letimin dalga boyunun ve frekans n n ç ok ö nemli oldu ğ u a ç kt r. ? Do ğ ru ö l çü m i ç in y ü ksek çö z ü mleme ve dar ş n gereklidir. Ses dalgas yay l m n n bir ba şka ö zelli ğ i de frekans ne kadar y ü ksek olursa dalga boyunun o kadar k sa ve h ü zme geni şli ğ inin de o kadar dar olmas d r. Boyutlar 1m ? 0.1 m olan bir transd ü seri ele alal m. E ğ er frekans 30 kHz den 300 kHz ye ç kar l rsa, dalga boyu (1500 / 300 000) m ya da 5 mm olur. H ü zme geni şli ğ i ise 0.25 ? ? 2.5 ? ye iner. E ğ er derin su sondaj i ç in uzun menzilli bir echo-soundere (ekosandere) ihtiya ç varsa, gerekli h ü zme geni şli ğ i 5 ? olarak belirlenebilir. Ancak bu durumda transd ü serin ç ap 650 mm, 2 ? lik h ü zme i ç in ise 1.6 m olmal d r. Nikel ala ş ml sa ç tan ya da benzeri şekilde imal edilen b ö yle bir transd ü ser a ğ r, ç ok yer kaplayan ve pahal bir şey olacakt r. Buna ç are olarak h ü zme çö z ü mlemesinden ö zveride bulunulmu ş ve h ü zme geni şli ğ i olarak, ö rne ğ in, 30 ? kabul edilmi ştir. 74 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Akustik Transmisyon (Akustik İ letim) ? Basit ekosanderlarda puls, transd ü sere ani elektriksel ? de şarj uygulanarak sa ğ lan r. B ö ylece b ü z ü lmesi ya da fiziksel de ğ i şime u ğ ramas sa ğ lan r. Transd ü ser diyafram , orijinal duruma d ö nd ü ğ ü nde tekrar do ğ al frekans yla titre şim yapar. Akustik g ü c ü n son puls titre şimler azald k ç a s ü ratle pe şinden gelen ba şlang ç y ü ksek genli ğ ine sahiptir. Daha geli şmi ş aletlerde ö zellikle de derin su ekosanderlar nda ve k y - ara şt rma su ü st ü radarlar nda puls s ü rekli sal n ml (titre şimli) bir kaynaktan elektrik g ü c ü girmesiyle olu şur. Bu sal n m kristal kontroll ü d ü r. Son frekans olduk ç a nettir. Ç kan pulsun şekli ise neredeyse kare bir zarf i ç indedir.75 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Çö z ü mleme Akustik bir aletin çö z ü mlemesi ya aletin ö l ç me inceli ğ i ya da alg lama yetene ğ ini (detection capabilities) ifade eder ve bunlar baz fakt ö rlerce belirlenir. Bunlar aras nda: 1. Puls s ü resi ve uzunlu ğ u, 2. Akustik dalga y ö n ü n ü n hedefe var ş a ç s , 3. Kay t ortam n n hassasiyeti ve çö z ü mlemesi, 4. Hedefin do ğ as (fiziksel ö zellikleri ve b ü y ü kl ü ğ ü ), 5. Transmisyonun h ü zme geni şli ğ i.76 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Bir ay rma pulsunun frekans , yay lma h z ve puls s ü resince ? belirlenen s n rl bir uzunlu ğ u vard r. Ö rne ğ in, 15 kHz lik bir frekansta 1 ms s ü ren bir puls, 15 devirlik bir “ demet ” ten olu şur. E ğ er ses h z , 1500 m/s ise, dalga boyu 0.1 m olur ve 15 devir 1.5 m lik bir puls uzunlu ğ u yarat r. E ğ er puls uzunlu ğ unun yar s kadar uzakl kta yer alan iki nesne akustik h ü zme yolunda bulunuyorsa, yans t rlar ve tek bir hedef olarak kaydedilirler. E ğ er daha da uzakta iseler, iki ayr eko olarak kaydedilirler. Çö z ü mleme ise 0.75 m ya da puls uzunlu ğ unun yar s olarak belirtilir. E ğ er h ü zme yolu hedefe normal gelmiyorsa, etkili puls uzunlu ğ u daha da b ü y ü k olur ve çö z ü mleme inceli ğ i azalt l r. M ü mk ü n olan en az puls uzunlu ğ unun da do ğ al olarak s n rlar ? vard r. Her ko şulda g ö sterim ortas al c devresince al nan ç e şitli yans m ş ekolar tahlil edemeyebilir . Elektrikli mil normalde elektro kimyasal ya da karbonlu ka ğ d na kaydedilir. Yaz c i ğ ne, pulsun uzunlu ğ undan ç ok daha b ü y ü k bir eko g ö sterebilir. Manyetik bant gibi kay t ara ç lar nda b ö yle kusurlar g ö r ü lmez. Fakat yine de elde edilen verilerin tam bir reel zaman tarifini veremezler.77 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ78 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Hassasiyet ( İ ncelik) ? Deniz taban ndaki ö l ç melerde, ö nemli teredd ü tler ve hata ? kaynaklar bulunmaktad r. Ses h z n etkileyen fakt ö rler, h ü zmenin davran ş n da etkiler. H z, her derinlikte nispeten basit ara ç larla ö l çü lebilir. Ancak, bu nokta g ö zlemleri, transd ü ser ve hedef aras ndaki b ü t ü n yolun ortalama h z n bulma ihtiyac n tatmin etmez. S ö z ü edilen bu yol, bir sondaj hatt boyunca s ü rekli olarak ç e şitlilik g ö steren bir mesafedir. Ses h z , s cakl k, tuzluluk ve yo ğ unlu ğ un bir fonksiyonudur. Bu üç ö zellik de g ü nl ü k, mevsimlik ve gel-git ak nt s , ya ğ ş gibi tesad ü fi ya da periyodik etkilere ba ğ l olarak de ğ i şir. Üçü de derinli ğ e g ö re ç e şitlilik g ö sterir ki bu zaten en s k aral kla ö l ç mek zorunda kal nan parametredir. 79 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ Hassas derinlik kaydediciler ve ekosanderlar d ş ndaki pek ? ç ok su ü st ü radar gere ç leri, dikkatle ba ğ lanm ş motor h z n i ç erirler. Genellikle bu, derinlik/menzil ö l ç e ğ ini 1500 m/s lik bir ses h z yla e şitleyen bir motor h z d r. Kalibrasyon normal olarak pek m ü mk ü n de ğ ildir. D ü nyan n t ü m deniz alanlar i ç in b ö lgesel ses h z tahminlerinin oldu ğ u ç izelgeler kullan l r. D ü zeltme i şlemi s k c d r ve genellikle de pek g ü venilir de ğ ildir. Bunun sebebi de s n n ç ok d üşü k, yo ğ unlu ğ un ve ses h z form ü llerinin dayand ğ tuzluluk g ö zlemleridir.80 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ En iyi y ö ntem, gerekli t ü m detekt ö rleri (sens ö rleri) i ç eren sondaj, ? su s ü tunu boyunca al ç altt k ç a, derinli ğ e kar ş do ğ rudan ve s ü rekli bir s cakl k, tuzluluk ve ses h z okumas yapan bir alet kullanmakt r. Uygun bir bilgisayar program , okumalar tamamlay p ortalamalar n almak suretiyle ortalama ses ” h z n saptayabilir. Bu i şlem, sondaj al ç alt p y ü kseltmek kadar bir zaman al r. Bu da k ta sahanl ğ derinliklerinde 20 dakikal k bir i ştir. Ancak ara ç gerecin masraf , EPF zinciri veya uydu al c s na e şittir ve genellikle daha az incelikli y ö ntemler tercih edilir. 81 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ 200 metreye kadar ya da o civardaki k ta sahanl ğ su ? derinliklerinde basit bir ses h z ö l ç er kullan l r. Su s ü tunundan aral klarla elde edilen okumalar n ç ok belirgin bir hata olmaks z n ortalama ses h z n belirlemek ü zere aritmetik olarak ortalamas al n r. Bu ara ç ç ok pahal de ğ ildir ve şu prensiple i şler: Bir transd ü ser, ç ok k sa ve kesin olarak belirlenmi ş bir ge ç it uzunlu ğ una ses pulsu verir. Puls, ilkini al nca ikinci bir puls vermek i ç in ayarlanm ş transd ü sere geri d ö ner. B ö ylece puls tekrar oran do ğ rudan ses h z yla ba ğ lant l olur. Bu sayede gereken birimlerde (genellikle her saniye i ç in metre) do ğ rudan okumalar elde edilir.82 Derinlik Ö l çü m ü nde G ü ncel Teknoloji Tek h ü zmeli klasik akustik iskandillerin yan nda uygulamaya ? konan ç ok say da umut verici di ğ er teknikler ç ok h ü zmeli sistemler ve yandan taramal sonarlard r. Ç ok h ü zmeli (Multibeam) echo sounder sistemleri , etkin çö z ü mlemeyi geli ştirmek i ç in ç oklu paralel h ü zmeler ü retmektedir. Bu sistemler genellikle su derinli ğ inin 7 misline kadar bir yanal tarama yapabilmektedirler. Her taramada gemi rotas na dik y ö nde 64 adet derinlik ö l çü m ü yap labilmektedir. 83 Derinlik Ö l çü m ü nde G ü ncel Teknoloji84 Derinlik Ö l çü m ü nde G ü ncel Teknoloji85 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ8687 MODERN DER İ NL İ K Ö L Ç ME Y Ö NTEMLER İ8889 Yandan taramal sonar; deniz alt resimlendirmelerde ola ğ an ü st ü detaylar ü reten ve gemi enkaz , dipteki ö zelliklerin ortaya ç kar lmas nda ger ç ek ç i g ö r ü nt ü ler veren ş k yerine ses dalgas kullanan modern bir y ö ntemdir. Batimetrik haritaland rma aletleriyle yap lan harita solda, Yandan taramal sonar kullan larak elde edilen g ö r ü nt ü sa ğ da İ ki şekil aras ndaki en ö nemli fark; 1. sinde ç ok ö nemli ö zelliklerin kaydedilmesi i ç in yeterli hassasiyetin olmamas d r. Yandan taramal sonarlar elde edilen sertlik/yumu şakl k derecesine g ö re ayr lm ş pek ç ok alan var ama resim ü zerinde şeklini belli eden derinlik e ğ rileri yok.90 Sol tarafta g ö r ü lmeyip sa ğ taraftaki resimde g ö r ü len ö zellikler: Yandan taramal resimde ö zellikler belirgin olarak ortaya ? ç kmaktad r. A ç k ç a g ö r ü len volkanik kraterler ile k üçü k volkanik t ü msekler gibi baz detaylar Batimetrik haritada fark edilememektedir. A ç k renk veya beyaz renkli olan k s mlar deniz taban ndan g üç l ü olarak d ö nen akustik sinyalleri ifade etmektedirler . Beyaz ç izgilerin anlam ise sonar n k üçü k hatalarla geri d ö nmesi veya yakla ş k d üş ey,sarp duvarlard r. Volkanik deliklerin orta k s mlar hakk nda ise tam bir sonu ç al namaz çü nk ü bu k s mlarda hi ç bir akustik sinyal; ses enerjisinin buradan al namamas ndan dolay kraterlerden geri d ö nmemektedir. 91 Derinlik Ö l çü m ü nde G ü ncel Teknoloji 200 metre derinli ğ e kadar sularda en fazla ? 15 cm olan teorik ? derinlik hatas , alg lay c lardan gelen bilgilerle, sistem i ç inde ve ö l ç me an nda yap lan d ü zeltmelerle teorik olarak ? 2 cm ye kadar indirgenebilir. Son y llarda derinlik ö l ç me ç al şmalar ndaki ö l çü m profil aral klar n n s kl k derecesini en ekonomik şekilde belirlemek ve ara şt r c n n yorumuna gerek kalmadan yaln zca enterpolasyon y ö ntemiyle derinlik e ğ rili haritalar n ç iziminde gerekli olan ö l çü m devaml l ğ n optimum d ü zeyde sa ğ lamak i ç in, yandan taramal sonar g ö r ü nt ü lerinden yararlan lmaktad r.92 Derinlik Ö l çü m ü nde G ü ncel Teknoloji Al ş lm ş akustik derinlik ö l ç me y ö ntemlerinde d üş ey do ğ rultuda ? yay lan akustik ş n demeti kullan l r. Buna kar ş l k yandan taramal sonar y ö nteminde, ana ekseni yatay n biraz alt nda olan e ğ ik bir akustik ş n demeti kullan l r . Sistem akustik enerji yans malar n kaydederek, deniz dibinin olduk ç a geni ş planda s ü rekli bir g ö r ü nt ü s ü n ü verir. Sonar verileri iste ğ e ba ğ l olarak ç e şitli şekillerde kay t edilebilirler. Genellikle kalitatif (nitel) yorumlanan ve son zamanlarda kantitatif (nicel) neticeler ü retilebilen bu y ö ntem, deniz taban jeolojisi ve jeoteknik ara şt rmalarda kullan lmaktad r 93 Derinlik Ö l çü m ü nde G ü ncel Teknoloji Nicel derinlik bilgilerinden ziyade yans ma g ö r ü nt ü lerini veren ? yandan taramal sonarlar, 1 m den daha k üçü k bir çö z ü mleme ile birka ç y ü z metre geni şlikteki bantlar halinde taban kaplamas verirler . Son y llarda derin sular i ç in ü retilen sistemler ise daha b ü y ü k ve pahal olup, b ü y ü k tonajl ara şt rma gemilerinde kullan lmaktad r. Derin sularda daha y ü ksek çö z ü mleme, transduceri dibe yak n ç ekerek sa ğ lanabilir. Bu şekilde birka ç metre çö z ü mleme ile 2-5 km geni şlikli taramalar yap labilirse de, gemi h z saatte 1-2 mil ile s n rl oldu ğ undan, et ü t s ü resi ç ok artmaktad r.94 Derinlik Ö l çü m ü nde G ü ncel Teknoloji Tekni ğ i yandan taramal sonarlar gibi olan interferometrik ? yandan taramal sonarlarda eko geli ş y ö n ü n ü n tespiti i ç in ikinci bir al c kullan lmaktad r. B ö ylece nicel derinlik verileri elde edilebilmektedir . Derin sularda 10 m çö z ü mleme ile 10 km, orta derinlikteki sularda, 0.5 m çö z ü mleme ile 1 km ve 60 m den s ğ sularda 0.5 m çö z ü mleme ile 200 m tarama yap labilmektedir. Tek veya ç ok kanall akustik iskandil sistemleri ile birle ştirilen yandan taramal sonar sistemleri ç ok ba şar l olmakta ve klasik sonograflara benzer ç kt lar elde edilebilmektedir. 95 Derinlik Ö l çü m ü nde G ü ncel Teknoloji S ğ sularda sonar hatlar , deniz biriminin alt nda ve en az 50 m ? yanal menzilli deniz taban n tarayacak şekilde d ü zenlenirler. Bununla birlikle deniz taban ndaki herhangi bir cismin sonograf ü zerinde g ö r ü nt ü verebilmesi i ç in ard ş k en az 5 eko almas gerekti ğ inden, incelenen cisim ya da yap lar n b ü y ü kl ü ğ ü ne g ö re gemi h z ve iki ard ş k puls aras zaman n do ğ ru ayarlanmas gerekir. Sonar g ö r ü nt ü lerinin d ü zeltilebilmesi i ç in kay tlar etkileyen g ü r ü lt ü ve bozulmalar n bilinmesi gereklidir. Sonograflarda karakteristik desenler olu şturan ba şl ca üç ana akustik giri şim kayna ğ vard r.96 Derinlik Ö l çü m ü nde G ü ncel Teknoloji S ü rekli giri şim deseni : Yandan taramal sonar ile ayn anda ç al şan ç e şitli sismik ve akustik aletler mevcutsa, sonograf ü zerinde s ü rekli bir giri şim deseni olu şur. Su s ü tunundaki yo ğ un as l maddelerin olu şturdu ğ u giri şim : Bu maddeler yeteri kadar yo ğ un oldu ğ unda sonar ş nlar da ğ l ma u ğ rar veya deniz taban na ula şamadan geri yans r. Sonograflarda bu maddeler koyu g ö r ü nt ü ler verirken, akustik ş n alamayan b ö lgeler beyaz bo şluklar g ö sterir. Bal k s ü r ü leri ise ayn şekilde keskin kenarlar olan, fakat bu kez da ğ n k siyah lekecikler olu ştururlar. Di ğ er gemilerin ultrasonik dalgalar n n yaratt ğ giri şim : S k rastlanan bu olay, ayr k bir desen olu şturdu ğ undan di ğ er giri şimlerden kolayl kla ayr labilir.97 Derinlik Ö l çü m ü nde G ü ncel Teknoloji Deniz taban sonar haritas deniz taban n n akustik imaj yani plan g ö r ü nt ü s ü d ü r . Bu harita pixel ad yla bilinen ve tek renkten olu şan doku elemanlar n n iki boyutta dizilmesiyle olu şmu ştur. İ ki boyutta dizilmi ş bu pixellerin her birinin yo ğ unlu ğ u de ğ i şik olup, o noktadaki hedef noktac ğ n n yans tma şiddetinin genli ğ ini temsil etmektedir. Sert cisimler ve objeler kay tlarda koyu, çö k ü nt ü alanlar ve cisimlerin g ö lgeleri ise a ç k renklerde g ö zlenirler .98 Derinlik Ö l çü m ü nde G ü ncel Teknoloji Sonograflardan mozaik haritas ü retilirken bir ç ok g ö r ü nt ü ? bozucu fakt ö r ü n varl ğ g ö r ü l ü r. Bu fakt ö rler, al ş lagelmi ş bir sonograf kayd nda ö nemli geometrik g ö r ü nt ü bozulmalar na ve distorsiyonlara neden olurlar. I ş nlar n e ğ ik gelmesinden dolay ger ç ek yanal ö l ç ek do ğ rusal olmad ğ ndan ve deniz biriminin dipten olan y ü ksekli ğ i de ğ i şti ğ inden ende (yanal g ö r ü nt ü s k şmas ), gemi ( ç ekme) h z sabit tutulamad ğ ndan boyda (g ö r ü nt ü s k şmas ve a ç sal de ğ i şim) ve enerji sa ç lmas ndan dolay y ü kseklikte (genlik), k saca her üç boyutta de ğ i şik distorsiyonlar vard r. Genel olarak kay t geometrisi ve ç ekme h z ndan do ğ an hatalar d ş ndaki nedenlerden olu şan distorsiyonlar rasgele olduklar ndan d ü zeltilemezler. Ancak deniz biriminin üç boyutlu sapmalar okunup, kay t ediliyorsa baz d ü zeltmeler daha uygulanabilir.99 Derinlik Ö l çü m ü nde G ü ncel Teknoloji Kay t geometrisi ve ç ekme h z ndan do ğ an hatalar d ü zeltebilmek i ç in deniz taban haritalama sistemleri kullan l r. Bu sistemler, say sal bir sonar i şlemcisi olan "access unit", derin sularda kullan lan mikroi şlemcili ve ç ok alg lay c l deniz birimleri i ç in g üç ve kontrol sinyalleri ü reten " say sal modem ", d ü zeltmeleri yapan mikroi şlemci kontrollu tam otomatik "haritalama birimi " ile yandan taramal sonar alt birimlerinden olu şur . Ayr ca konum belirleme verilerini elde edip haritalama birimine transfer edecek akustik ve radyo konum belirleme birimleri ile h z bilgisini sa ğ layacak birimlere ihtiya ç vard r. Sistemin uygulad ğ üç temel d ü zeltme;100 Derinlik Ö l çü m ü nde G ü ncel Teknoloji - Genlik d ü zeltmesi: Sonograftaki bir pikselin genli ğ i, sistem ve ? kullan c dan ba ğ ms z olarak, deniz taban ndaki materyalin bir fonksiyonu olmal d r. Kullan c n n belirledi ğ i zamanla artan bir genlik kazan ç kurtar m fonksiyonu (TVG), ger ç ekte uygulanmas gereken TVG fonksiyonunu tam olarak temsil etmeyebilir. İ deal TVG fonksiyonunu belirlemek i ç in deniz biriminden yay lan akustik dalgalar etkileyen şu fakt ö rler dikkate al nmal d r: - Uzakl k, ? - Transduser ş n demedinin şekli, ? - I ş nlar n deniz taban na ini ş a ç lar , ? - Deniz taban n n yans tma şiddeti ? Pikselin b ü y ü kl ü ğ ü , temsil etti ğ i deniz taban noktas n n ? yans tma g ü c ü n ü temsil etmelidir. Kaynaktan olan mesafe ile olu şan sinyal d üş meleri aktif sonar denklemine g ö re tasar mlanm ş bir analog TVG devresiyle kar ş lan r.101 Derinlik Ö l çü m ü nde G ü ncel Teknoloji - E ğ ik uzakl k d ü zeltmesi: Her pikselin gidi ş-geli ş ? yans ma zaman na ya da di ğ er bir ifade ile hedefin e ğ ik uzakl ğ na g ö re sonograf ü zerinde konumland r lmal d r. Burada s ö z ü ge ç en e ğ ik uzakl k, deniz biriminden hedefe olan d ü zg ü n do ğ ru par ç as d r. Transd ü serin tam alt ndaki deniz taban ndan gelen yans ma i ç in e ğ ik uzakl k d üş eydir. Profilden yanlara do ğ ru uzakla şt k ç a e ğ ik uzakl k do ğ rusu yataya do ğ ru yakla ş r . Deniz birimi, deniz taban ndan belli bir H y ü ksekli ğ inde ç ekildi ğ i i ç in sonograftaki eko imaj n n konumu ile hedefin ger ç ek yanal uzakl ğ aras ndaki ili şki do ğ rusal olmay p, yanal deformasyon oranlar farkl d r. 102 Derinlik Ö l çü m ü nde G ü ncel Teknoloji Her sonar transmisyonu i ç in yeni bir deniz birimi ? y ü ksekli ğ i belirlenerek, bilgisayarlar yard m yla do ğ rusal olamayan bu distorsiyon oranlar saptanabilir ve her piksel, ? 1 piksel do ğ rulukla kendi ger ç ek konumuna yerle ştirilebilir. Uygulamada her bir kanal i ç in her taramada 800 e ğ ik uzakl k d ü zeltmesi yap labilmektedir. Normal ko şullarda bu d ü zeltmeler yap l rken deniz taban n n yatay oldu ğ u kabul edilir. Deniz taban e ğ ik ise d ü zeltme miktarlar nda de ğ i şiklik olacakt r. 15 ? lik deniz taban e ğ ikli ğ inde bile ger ç ek konum belirlemedeki hata % 3 kadar oldu ğ undan genellikle yaln zca e ğ ik uzakl k d ü zeltmesiyle yetinilir .103 Derinlik Ö l çü m ü nde G ü ncel Teknoloji H z d ü zeltmesi: Grafik kay t ç n n grafik ç kt h z n , gemi h z na basit bir şekilde ayarlamakla bu d ü zeltme tam olarak yap lamaz . Ancak gemi h z saatte 2.6 milden az ise bu ayarlama yeterli olabilir. Çü nk ü tarama aral ğ h z ile de ğ i şmektedir. H z artarken g ö r ü nt ü yo ğ unlu ğ u azal r, tarama izleri aras ndaki bo şluklar geni şler ve kay t okunamaz hale gelir. Her iki y ö nde de e şit ö l ç ekler verebilmek ve distorsiyonlar yok etmek i ç in sistem taraf ndan, gemi h z na g ö re veriler otomatik olarak d ü zeltilir. B ö ylece her gemi h z i ç in sabit bir tarama aral ğ sa ğ lan r. 104 Otomasyon Sistemleri Ö l ç me an ndaki nokta konumunun belirlenmesi, konumu belirlenen bu nokta ile bir sonraki konum belirleme noktas aras ndaki do ğ rultu ü zerinde periyodik aral klarla derinlik ö l çü mleri yap lmas ve bu bilgilerin say sal veya grafik olarak g ö sterilmesi, derinlik haritalar n n yap m nda arzu edilen hususlard r. Deniz haritac l ğ nda otomasyon, 1950 lerin sonunda radyo seyir sistemlerinin kullan lmas yla ba şlar . Bilgisayar ve mekanik ç izicilerin devreye girmesiyle, delikli okuma kartlar na girilen konum belirleme okumalar , bilgisayar taraf ndan ç izdirilmeye ba şlanm şt r. 105 Otomasyon Sistemleri 1965 y l nda ise, bilgiler serd ü menin ö n ü ndeki ekrana aktar lm şt r. Klasik ç izim aletlerine g ö re ç ok daha h zl bir elektronik harita g ö sterimi olan bu ekranlara, b ü t ü n seyir bilgi ve noktalar ç izdirilerek, hesaplar kolayl kla takip edilebilmektedir. 1970 lerde okunan veriler, manyetik bant veya kasetlere say sal olarak aktar lmaya ba şlanm şt r. Konum belirlemeden sonra, et ü d sonu ç al şmalar nda derinlik verilerini otomatik olarak haritaya d ö kme i şlemlerine de bu tarihlerde ba şlan l r. G ü n ü m ü zde bu sistemler, radyonavigasyon sistemleri ile birlikte, y ö n ö l ç er (cayro), parakete (h z logu) ve uydu sistemleri gibi bir ç ok konum belirleme sistemleri entegre edilebilmekte ve verilerin kalite kontrolu anl k olarak yap labilmektedir .106 Otomasyon Sistemleri B ö ylece konum belirleme, derinlik ö l ç me ve haritalama ç al şmalar , boyutlar k üçü len bilgisayarlar n ara şt rma gemilerine monte edilmesiyle, tek bir sisteme entegre edilebilmi ştir. B ö yle bir sistemde, ç al şma hatlar ve an nda hesaplanan gemi konumlar , serd ü men ö n ü ndeki ekrana veya oto pilota g ö nderilebilmektedir. Son y llarda yayg n olarak kullan lmaya ba şlanan otomatik konum belirleme, derinlik ö l ç me, depolama, veri i şleme ve haritalama sistemlerinin klasik ö l ç me y ö ntemleri yerine tercih nedenleri şu şekilde s ralanabilir (Do ğ an ve Alpar 1994):107 Otomasyon Sistemleri Azalan rutin i şler ve daha az kalifiye eleman gereksinimi, • H zland r lm ş i şlem ve hesaplamalar, • Karma ş k i şlemlerin g ö sterime daha kolay sunulabilmesi, • Emniyet a ç s ndan kritik alarm durumlar n n an nda tespiti, • Yorucu rutin i şlemlerden do ğ an ki şisel hatalar n azalt lmas , • Gerekli veri ve ko şullar n standart bir şekilde uygun kay t • ortamlar na depolanabilmesi, Maliyet giderlerinin azalmas , • Geli şen veri i şlem kolayl klar , • Kullan c lar n manevralar na daha fazla zaman ay rabilmeleri. •108 Otomasyon Sistemleri Gerekli durumlarda sahildeki bir gelgit ö l ç erden su seviyesi bilgileri telemetrik olarak sisteme sokulabilmekte ve derinlik verilerinden su seviyesi de ğ i şimlerinin etkileri ç kart larak veriler belli bir datuma indirgenebilmektedir. Ç evresel birimlerden gelen say sal veri sinyalleri alan ve ç evresel birimlere say sal kontrol sinyalleri g ö nderen sistem, gerek radyonavigasyon, gerekse uydu verilerini kullanan konum belirleme aletleri ile gemideki y ö n ö l ç er ve h z ö l ç erden yararlanarak s ü rekli mevki koyabilir. Derinlik ö l ç me sistemlerinden gelen say sal derinlik verileri de sistemde depolan rlar. Sistem, akustik iskandil, sismik, manyetometre ve yandan taramal sonar gibi ç evresel birimlere, belli aral klarla veya istenen baz ö zel anlarda konum markalamalar g ö nderir. B ö ylece elde edilen veriler aras nda koordinasyon sa ğ lan r. Sistemin do ğ ru ç al şmas , yan birimlerin do ğ rulu ğ una ba ğ l d r. Bu nedenle konum belirlemede m ü mk ü n oldu ğ unca fazla konum belirleme sistemi ve sahil istasyonu kullan lmas na ö zen g ö sterilmektedir. Ç al şma sonras elde edilen veriler, veri i şlem teknikleri uygulanarak haritalanabilir. 109 Otomasyon Sistemleri Derinlik haritalar nda dip topografyas bir ç ok de ğ i şik bi ç imde belirtilebilir. Yayg n olarak kullan lan seyir haritalar nda, yo ğ un aral klarla derinlik de ğ erleri belirtilerek belli aral klarla e ş derinlik e ğ rileri ç izilmektedir. Ü lkemizde memleket kara haritalar i ç inde kalan k y denizlere ait hidrografik ç al şmalar Gauss-Kr ü ger projeksiyonuna g ö re ç izilmektedir. Di ğ er bir harita şekli ise, derinliklerin belli aral kl e ş derinlik e ğ rileriyle belirtildi ğ i haritalard r. Bunlar kullan c n n dip topografyas n daha iyi alg layabilmesini sa ğ lar. Di ğ er batimetri haritalar ise, renklendirilmi ş haritalar, şekillendirilmi ş boyamal haritalar ve g ö lgelendirilmi ş şekilli haritalar olup, e ş derinlik e ğ rilerinin ç izilmedi ğ i yerlerde ger ç ek derinlikleri g ö steremedikleri i ç in pek kullan şl de ğ ildirler. 110 Otomasyon Sistemleri Hidrografik haritalar n yap lmas i ç in a ç lan paftalara ö nce jeodezik noktalar i şaretlendikten sonra k y şeridine ait ayr nt lar i şlenir. Daha sonra her konum noktas i ç in ö l çü lm üş olan derinlik de ğ erleri haritaya ge ç irilir. Profiller, gridler şeklinde al nm şsa, kesim noktalar ndaki derinliklerin birbirleriyle uyu şumu kontrol edilir. Haritaya ge ç irilecek de ğ erler, d ü zeltilmi ş ve indirgenmi ş de ğ erler olmal d r. Otomatik veri toplama, depolama ve i şleme sisteminde ise, haritalama i şlemi yap lmadan ö nce sistem konfig ü rasyonu, ç al şma hatlar , veri tabanlar ve gelgit dosyalar haz rlanmal d r. Daha sonra kay t verilerin, i şlenebilir XYZ dosyalar na formatlanmas , ö l ç me noktalar ve yard mc seyir istasyonlar n n XY koordinatlar n n datum indirgemesi yap l r. Bu ç evrimdeki en ö nemli i şlemler, derinlik d ü zeltmeleri ile ilgili olanlard r (Do ğ an ve Alpar 1994):111 Otomasyon Sistemleri Gelgit D ü zeltmesi: Su seviyesi verilerinin haz rlanmas , • Temel istasyondan olan zaman fark na g ö re gelgit hesab , • Ortalama gelgit seviyesinin girilmesi, • Derinlik dosyalar n n d ü zeltilmesi. • Ses H z D ü zeltmesi : Sudaki ses h zlar n n derinli ğ e g ö re sisteme girilmesi, ? Bu verilerin dosyalanmas , ? Derinlik dosyalar n n d ü zeltilmesi. ? Bundan sonra, kaydedilen ham derinlik verilerinin ses h z , gelgit ve transd ü ser derinli ğ i d ü zeltmeleri, haz rlanan veri dosyalar na g ö re sistem taraf ndan otomatik olarak yap l r