DEN Z TABANI DER NLE T RME
ÇALI MALARINDA BAT METR K VE S SM K
ETÜTLER N ÖNEM
Abdurrahman ULU
Temmuz, 2006 ZM R
DEN Z TABANI DER NLE T RME
ÇALI MALARINDA BAT METR K VE S SM K
ETÜTLER N ÖNEM
Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi
Deniz Bilimleri ve Teknoloji Enstitüsü Deniz Jeolojisi ve Jeofizi3i Program6
Abdurrahman ULU
Temmuz, 2006 ZM R
Abdurrahman ULU, taraf ndan Yrd.Doç.Dr. Muhammet DUMAN
yönetiminde haz rlanan “Deniz Taban6 Derinle:tirme Çal6:malar6nda Batimetrik
ve Sismik Etütlerin Önemi” ba l kl tez taraf m zdan okunmu , kapsam ve niteli i
aç s ndan bir Yüksek Lisans tezi olarak kabul edilmi tir.
Yrd. Doç. Dr. Muhammet DUMAN
Yönetici
Prof. Dr. Atilla ULU< Prof. Dr. Co:kun SARI
Jüri Üyesi Jüri Üyesi
Prof. Dr. Cahit HELVACI Müdür
iii TE EKKÜR
Yüksek Lisans Tezimin konusunun seçiminden tamamlanmas na kadar her a amada ara t rmalar m yönlendiren ve bilimsel bak mdan en iyi ekilde yeti mem hususunda samimi gayretlerini esirgemeyen, tecrübe ve bilgileriyle her zaman yan mda olan say n hocam Yrd.Doç.Dr. Muhammet DUMAN’a sonsuz te ekkürlerimi sunar m.
Mesleki bilgi ve deneyimleri ile sürekli deste ini esirgemeyen sevgili meslekta m Jeofizik Yüksek Mühendisi Nilhan KA4ER’e ve manevi destekleri ile beni yaln z b rakmayan aileme te ekkür ederim.
ABSTRACT
Marine Surveys and Marine engineering are highly sophisticated and most automated process. There are number of techniques and instrumentations. The main rule of the geophysical engineer is to know these possibilities, the nature of the project, analyze and find the best solution using its survey background.
In this thesis, importance of bathymetric and seismic survey in dredging studies was investigated. The sample of Samsun Port was examined.
Off shore basins in the mainland and present condition of bathymetric maps that show surface topography of these water basins have been discussed. The surface topography changes due to the reason that vast areas in our country are subjected to the soil erosion and each year considerable amount of materials have been carried to these areas. Therefore, the importance of periodic measurements in these areas is highlighted in this study. Systems that can realize more rapid and precise measurements in these areas covered up with water have been discussed. In addition, some of applications implemented using an automated data collection system and their results are mentioned and some suggestions are also given.
v
DEN Z TABANI DER NLE T RME ÇALI MALARINDA BAT METR K VE S SM K ETÜTLER N ÖNEM
ÖZ
Deniz ölçmeleri ve deniz mühendisli i oldukça geli mi ve en çok otomasyona uyarlanm çal malard r. Bu alanda birçok teknikler ve cihazlar geli tirilmi tir. Jeofizik Mühendisinin ana rolü, bu olanaklar iyi bilmek, yap lacak projeyi analiz ederek, ölçme altyap s n kullanarak en iyi çözümü üretmektir.
Bu yüksek lisans tez çal mas nda, Deniz derinle tirme çal malar nda batimetrik ve sismik etütlerin önemi ara t r lm t r. Örnek olarak Samsun liman incelenmi tir.
Ülkemizdeki deniz k y lar ndan ve sularla kapl bu alanlardaki taban topografyas n gösteren batimetrik haritalar n mevcut durumundan söz edilmi tir. Ülkemizde büyük oranda erozyonal etkiye aç k olmas sebebiyle her y l önemli miktarlarda malzemenin denizel depolanma ortamlar na ta nmas ve buralardaki taban topografyas n n belirgin olarak de i mesi nedeniyle, özellikle denizel kullan m n yo un oldu u liman vb alanlarda periyodik deniz taban derinli i ölçümleri yap lmas n n gereklili inden bahsedilmi tir. Sularla kapl bu alanlarda geli mi ve hassas ölçmelerin yapabildi i güncel sistemler tan t lm t r. Otomatik veri toplama sistemi kullan larak yap lm güncel uygulamalar ve sonuçlar ndan örnekler verilmi ve baz önerilerde bulunulmu tur.
YÜKSEK L=SANS TEZ= SINAV SONUÇ FORMU... ii
TE4EKKÜR... iii
ABSTRACT... iv
ÖZ ... v
BÖLÜM B R - G R ... 1
1.1 Çal man n Amac ... 1
BÖLÜM K - DEN Z TABANI DER NLE T RME ÇALI MALARI... 2
2.1 Tan m ... 2
2.2 Deniz Tarama Çal mas Öncesi Ara t r lmas Gereken Parametreler ... 2
2.3 Uygulama Alanlar ... 3
2.4 Kullan lan Yöntemler... 3
BÖLÜM ÜÇ - TARAMA ÇALI MALARINA ESAS OLAN ÖLÇÜM S STEMLER VE YÖNTEMLER ... 6
3.1 Konum Belirleme ... 6
3.1.1 Yatay Konum ... 7
3.1.2 Dü ey Konum ... 10
3.2 Taban Yüzeyi ve Taban Alt Ölçümler ... 12
3.2.1 Batimetri... 14
3.2.2 Mühendislik Sismik Sistemi (Subbottom Profiler)... 17
3.3 Ölçme, Navigasyon ve Proses Yaz l m (Triton) ... 18
3.4 Deniz Ölçmesinde Veri Ak ... 20
3.5 Ölçüm A amalar ... 20
BÖLÜM DÖRT - ÖRNEK UYGULAMA ... 22
4.1 Çal man n Amac ... 22
4.2 Uygulama Alan ... 23
4.2.1 Alan n Konumu... 23
4.2.2 Bölgenin Jeolojik Yap s ve Stratigrafi ... 25
4.3 Kullan lan Jeofizik Yöntemler ... 25
4.3.1 Çal mada Kullan lan Donan mlar... 26
4.3.3 Sismik De erlendirme... 31
4.3.4 Batimetrik Verilerle Hacim Hesab ... 34
BÖLÜM BE - SONUÇLAR ... 46
5.1 Sonuçlar... 46
1.1 Çal6:man6n Amac6
Bu çal man n amac deniz derinle tirme çal malar nda batimetrik ve sismik etütlerin öneminin ara t r lmas ve örneklerle incelenmesidir. Çal mada deniz taban derinle tirmesi yap lmas na ba lanmadan önce ön bilgi amaçl deniz taban n n batimetrik (topografik) haritalar n n haz rlanmas ve taban n fiziksel özelliklerinin ara t r lmas , tarama esnas nda projeye uygunlu unun denetlenmesi ve tarama sonucunda taban n son halinin jeofizik yöntemlerle görüntülenmesinin tarama çal malar na sa lad yarar ara t r lm t r.
Projede kullan lan jeofizik yöntemlerin genel tan m yap lm , örnek tarama çal malar nda kullan lan jeofizik veriler ve sonuçlar da yol gösterici bilgi olarak incelenmi tir. Gerek ekonomik boyut, gerekse zaman kazan m sa lanmas için jeofizik verilerin önemi vurgulanm , tarama yöntemlerinin seçiminde jeofizik yöntemlerin gereklili i hususu uygulama örnekleriyle vurgulanmaya çal lm t r.
Konuya örnek olarak 2004 y l nda Blue Stream Pipeline Company (BSPC) taraf ndan yapt r lan Türkiye Rusya do al gaz boru hatt periyodik kontrol çal malar esnas nda Samsun Liman = letmeleri’nin talebi üzerine gerçekle tirilen ve Samsun Liman tarama çal mas ara a amas nda kullan lan jeofizik yöntem ve donan mlar tan t lm t r. Kullan lan bu jeofizik yöntemlerle elde edilen veriler daha önce haz rlanm olan mevcut liman harita bilgileriyle birlikte haritalan p batimetrik bulgular olarak kar la t r lm , ayr ca örnek olarak sunulmu sismik kesitlerle ayr nt l olarak tespit edilebilen tabanalt yap s n n, batimetrik unsurlar n do ru ve ayr nt l olarak bilinmesinde destekleyici bilgi olarak da kullan ld örneklenmi tir.
2 BÖLÜM K
DEN Z TABANI DER NLE T RME ÇALI MALARI 2.1 Tan6m
Mühendislik çal malar nda, liman yap lar , r ht m, seyir kanallar , maden (kum, çak l.) i letmecili i veya akarsu, göl temizli i amac yla s deniz taban n n taranarak malzemenin toplan p al nmas ile istenen bölgenin taban kotunun dü ürülmesine deniz derinle tirme çal malar (tarama) denir. Deniz derinle tirmesi, kara destekli pompa, ekskavatör, k r c gibi aletler kullan larak deniz taban ndaki malzemenin nakli suretiyle, ya da orta s bölgelerde gemiden kontrollü yöntemlerle taban n temizlenmesi, derinle tirilmesi veya geni letilmesi eklinde yap l r. Mühendislik amaçl taramalar genellikle k y bölgelerinde yap lmaktad r. Taban yap s n n özelliklerine göre farkl tarama teknikleri uygulanmaktad r.
2.2 Deniz Tarama Çal6:mas6 Öncesi Ara:t6r6lmas6 Gereken Parametreler
Genel olarak günümüzde mühendislik, ekonomik ve temizlik amaçl tarama çal malar yap lmakta, planlanan çal ma öncesinde tarama bölgesine ait:
• Hidrodinamik;
• Sediment özelli i;
• Su özelli i;
• Denizel ve k y sal ekoloji;
• Denizel ve k y sal ornitoloji;
• Karasal ekoloji; • Bal kç l k; • Navigasyon; • Arkeoloji; • Turizm; • Jeoloji;
• Karasal drenaj, k y sal koruma ve ta k n kontrolü; trafik ve ta mac l k;
gibi hususlar n göz önüne al nmas gerekmektedir. Bu ölçütler, çal man n çevreye verilecek zarar n en aza indirgenebilece i ve mümkün olan en ekonomik biçimde yap lmas n sa lar.
2.3 Uygulama Alanlar6
Deniz derinle tirme çal malar n n uygulama alanlar genellikle mühendislik amaçl çal malarda ve k y yak n bölgelerde yo unla m t r. En çok görülen örnekleri ise:
• Liman ve s körfezler ile bo azlarda seyir kanallar n n olu turulmas
• =skele yap lar in aas ve bak m
• Tersane yap lar giri , ç k ve gemi indirme havuzlar
• Tüp geçitler
• Denize de arjlar
• Enerji nakil hatlar
• Do algaz hatlar
• Petrol boru hatlar
• K y bölgesi kum, çak l i letmeleri vb. dir.
2.4 Kullan6lan Yöntemler
Tarama yap lacak bölgenin mevcut durumu incelendikten sonra, batimetrik ve sismik etüt sonuçlar na göre uygun tarama teknikleri uygulanmaktad r. Bu tekniklerin seçimi zemin ko ullar na göre farkl l klar gösterir. Ekonomi ve tarama çal mas n n mümkün olan en k sa sürede tamamlanmas da a a da örnekleri verilen yöntemler için önemli kriterlerdir.
• Çok gev ek zeminde pompa ile (4ekil 2.1)
• S k zeminde Ekskavatörlü tarama ile (4ekil 2.2)
• Çok s k zemin veya çatlakl kayada k r c ile (4ekil 2.3)
4
4ekil 2.1 Çok gev ek zeminde pompa ile yap lan taramada çamur de arj (D-a-instruments, 2005).
4ekil 2.2 S k zeminde ekskavatörlü tarama ile yap lan bir çal ma (Yurder, 2005).
4ekil 2.3 Çok s k zeminde veya çatlakl kayaçta k r c ile yap lan bir çal ma (Yurder, 2005).
4ekil 2.4 Sert kayaçta sondaj destekli patlay c ile yap lan bir çal ma (Yurder, 2005).
6
BÖLÜM ÜÇ
TARAMA ÇALI MALARINA ESAS OLAN ÖLÇÜM S STEMLER VE YÖNTEMLER
3.1 Konum Belirleme
Denizde radyo dalgalar ile elektronik olarak konum belirlemede bizim kulland m z yöntem; uçaklar n yön bilgisi ve gemilerin konum belirlemesi için II. Dünya Sava ’nda geli en hiperbolik yöntemdir. Küresel Konum Belirleme Sistemi (Global Positioning System, GPS) yeryüzünden 20.000 km. yükseklikte bir yörüngede bulunan ve günde iki kere dünyan n çevresini turlayan ABD Savunma Bakanl ’na ait 32 adet uydudan olu maktad r. Yeryüzündeki al c lar bu uydular n pozisyonlar yla üçgenler olu turmak üzere kesin referans noktalar olarak kullan lmaktad r. Her bir uydudan gönderilen sinyalin yeryüzüne kadar geçen seyahat zaman ölçülerek yerdeki al c lar ile uydu aras ndaki mesafe hesaplan r. Sistem en az dört uydudan ald mesafe ölçüm bilgisiyle yerdeki istasyonun pozisyonunu, yüksekli ini ve h z n hesaplayabilir. Bu sistem dünyan n her yerinde, günde 24 saat ve her türlü hava ko ullar nda çal abilecek özelli e sahiptir. GPS ilk tasarland nda CA kod (commercially available) genel ticari operasyonlar için serbest iken P-kodun (precision code) sadece askeri ve di er ayr cal kl kullan c lara uygun olmas kararla t r lm t r. Uydu konumlar n n do rulu unun daha az olmas için CA kod yay mlanmas kasten azalt lm ve bu problemlerin üstesinden diferansiyel mod ile gelinmi tir. Diferansiyel Küresel Konum Belirleme Sistemi (DGPS) GPS’in daha hassas (<1m) sürümüdür. DGPS’in en önemli ilkesi sabit bir noktan n (referans istasyonu) konumunun k yaslanmas d r. Bu noktan n konumu GPS al c s ndan elde edilen konum bilgileri ile belirlenir. Gözlenen farklar iki veya üç boyutlu co rafik koordinat ofseti veya uydu verilerine olan düzeltmelerin bir serisi olarak dü ünülebilir. Referans istasyonunda gözlenen her bir uydunun konumu için düzeltme hesaplan r. Diferansiyel düzeltmeler için ilk olarak 285–325 kHz aras nda çal an orta frekansl (MF) radyo dalgalar kullan lm t r.
=ki sinyalin izledi i yolun sebep oldu u iyonosferik ve atmosferik hatalara ba l olarak yönlendirilir. =yonosfer Dünya’n n yüzeyinin 50–500 km. üzerinde iyonla m havan n olu turdu u bir tabakad r. Dünya’n n 9–16 km. üzerinde olan ve atmosferin alt k sm n olu turan troposfer içersinde bas nç, s cakl k, yo unluk ve nem de i imleri oldukça önemlidir. =ki farkl sinyalin göreceli h zlar n n hesaplanmas iyonosferik ve troposferik etkileri azalt r. Troposferik hatalar yakla k 1m. hata verirken iyonosferik etkiler yakla k 5m. hataya neden olur (Parkinson,2001).
DGPS kalite kontrolü için göz önünde bulundurulmas gerekenler öyledir;
• Antenin yatay düzlem üzerinde gökyüzü ile görü ü bölünmemelidir. =stasyon alan elektriksel ve ileti im sistemlerinin kar abilece i alanlardan uzakta olmal d r.
• =stasyon ekipmanlar n n her türlü hava artlar na kar dayan kl konteyner veya binalara yerle tirilmesi gerekir.
• Kurulumun oldu u çevredeki binalar n sebep oldu u çok yolluluk etkilerinin en aza indirilmesi için dikkatli olunmas gerekmektedir. Anten ve al c aras ndaki kablonun enerji hatlar na ve di er elektronik aletlere yak n olmas ndan kaç n lmal d r (Ka er, 2004).
3.1.1 Yatay Konum
GPS ile yap lan çal malarda, teknedeki al c konumunun minimum hata s n rlar içersinde saptanabilmesi temel kurald r ve bu amaçla a a da aç klanan konular üzerinde önemle durulmas gereken hususlard r.
1-Genel olarak GPS al c lar WGS84 sisteminde konum verisi sunduklar için, çal lan bölgede kullan lan koordinat sistemi ile WGS84 datum ve projeksiyonu aras ndaki dönü üm parametrelerinin mutlak bilinmesi gereklidir. Bu ekilde baz vericinin çal ma sahas için geçerli olana ve konumu hassas olarak bilinen bir referans noktas üzerine kurulmas ve teknedeki navigasyon yaz l m na gerekli dönü üm parametrelerinin girilmesi gereklidir.
8
-2-Çal lan bölgeye ait koordinat sisteminin WGS84 koordinatlar ile dönü üm parametreleri bilinmiyorsa, k y da koordinat bilinen en az 4 noktadan GPS ölçmeleri yap larak dönü üm parametreleri elde edilir. Burada dikkat edilmesi gereken nokta, yap lacak deniz ölçme alan n n k y dan olan uzakl n n en az yar s kadar kenar boylar na sahip noktalar n düzgün bir a olu turabilecek olanlar n n seçilmesidir. Bu noktalar n da l m n n k y ya paralel olmas tercih edilmelidir. Ancak tekne üzerinde GPS anteninin bulundu u yerin koordinatlar nda, tekne hareketlerinin etkisi bulunmaktad r. Bu etkileri minimuma indirmek için tekne hareketlerini say sal de erlere çeviren cihazlar n kullan l r. Komple bir navigasyon çözümü için a a daki de erlerin bilinmesi gereklidir. Bulunulan yerin koordinatlar , o andaki teknenin yanal (roll) ve boyuna (pitch) olan hareketinin aç de eri (4ekil 3.1), teknenin gitti i yönün kuzey ile yapm oldu u aç (Heading) Bu bilgiler tekne üzerine konulan pitch ve roll sensörlerden al narak, GPS ile elde edilen koordinatlara an nda etki ettirilir. Ancak elde edilen bu de erler teknenin kendi relatif koordinat sistemine göredir. Bu de erleri gerçek koordinatlara dönü türebilmek için teknenin kuzey ile yapm oldu u aç n n da ölçülmesi gereklidir. Bu aç n n ölçülmesi ile ilgili üç farkl yöntemden yararlan l r (Alporal, 2005).
4ekil 3.1 Ölçmeye etki eden kontrolsüz tekne hareketleri
1- Gyroscope ile sürekli magnetik kuzeyi ölçmek. Bu yöntemde manyetik kuzey ile gerçek kuzey aras ndaki fark n bilinmesi gereklidir. Bu sistem oldukça pahal , büyük
ve her çal lan yer için kalibrasyon gerektirir. (Koordinat bilinen bir nokta ve aç kl k aç s )
2- Ard k GPS RTK konumlar aras ndaki vektörden gerçek kuzeyi sürekli belirlemek. Bu yöntemde elde edilen kuzey aç s (semt, aç kl k aç s , heading) yakla k 1 saniye gecikmeli hesapland ndan, konum hassasiyeti 25-30cm civar nda kötüle ir. ( Ard k iki nokta koordinat ndan, do rultu vektörü hesab )
3- Teknenin uzun ekseni boyunca iki adet RTK GPS al c s kullan larak, her ikisinin anl k ald koordinatlardan, gerçek kuzey aç s n n sürekli elde edilmesi. Bu yöntem en hassas yöntem olup, boyut olarak her tür ölçme teknesinde kullan labilir. Ancak ölçme teknesi üzerinde kullan lan cihazlar n hepsi GPS anteninin dü eyinde monteli de ildir. Bunlar n bir k sm ofsetleri bilinen sabit konumlardad r. Bir k sm ise teknenin arkas na suyun içerisinde kablo vas tas ile çekilmektedir ve konumlar tekne konumuna göre dinamik olarak de i mektedir. Konumlar sabit olan her cihaz n ofset de erleri (Statik Offset) (4ekil 3.2) ilgili kontrol navigasyon yaz l m na girildi inde, sistem orijin noktas olarak da tarif edilebilen ana GPS antenine göre her birinin koordinat n sürekli hesaplayacak ve kay t edecektir. Tekne arkas ndan kablo vas tas ile çekilen ünitelerin dinamik konumlar (4ekil 3.3), bu cihazlar n üzerine yerle tirilen ve al c lar tekne üzerinde orijine göre bilinen ofsetlerde olan LBL sistemi ile belirlenir.
10
-4ekil 3.3 Tekne üzerinde dinamik ofsetler
3.1.2 Dü ey Konum
Özellikle deniz taban n n topografyas n n belirlenmesi çal malar nda, hassas deniz taban kotlar n n elde edilmesi ana sorunlar n ba nda gelmektedir (4ekil 3.4). Derinlik ölçme de eri ham olarak ekosounder transduseri ile taban aras ndaki dü ey mesafedir. Bu mesafenin hassasiyeti, suyun içerisinde ses dalgas n n h z n n do ru kalibrasyonuna ba l d r. Bu kalibrasyon suyun s s , ve özellikle tuzlulu una ba l olarak de i ir. Bu kalibrasyon de erinin belirlenmesi için matematiksel kavramlar kullan labilse de, pratikte çal lan yerde yap lacak basit bir ölçme ile bu de er kolayl kla bulunabilir. K saca bar-check denilen yöntem, 5m, 10m, 20m gibi mesafeler hassas olarak i aretlenmi bir zincirin ucuna ba l metal bir plaka veya çubu un, s ras yla ekosounder transduserinin alt na getirilerek, ekranda bu de erler okunana kadar, kalibrasyon yap lmas ndan ibarettir. Ancak kalibre edilmi derinlik ölçmesinden, taban kotunu hassas elde etmek için birçok faktör bulunmaktad r.
1-Deniz kotunun s f r de erinin tespiti (datum)
2-Teknenin draft (Suya batma miktar ) ve Squat de eri (h za ba l kabarma) 3-Sudaki dalgan n dü ey hareketinin etkisi (Heave)
4-Roll-pitch etkisi
4ekil 3.4 Deniz taban kotu hesab
Deniz kotunun datum de eri her ülke için tespit edilmi ve karadaki nivelman noktalar na referans te kil etmi tir. Bu nedenle k y ya yak n bir RS noktas ndan deniz k y s na getirilen bir kotun, o anki deniz yüksekli inden fark , o andaki med-cezir de erine kar l k gelir. Bu de er belirli periodlarla de i ir ve zamana ba l bir sinüs e risi olu ur. Ortalama her yar m saate bir yap lacak fark ölçümlerinin olu turdu u sinüs e risi, derinlik ölçmelerine etki ettirilerek gerçek taban kotu elde edilir. Med- cezir ölçen cihazlara mareograf ad verilmektedir. Bunlar n bir k sm mekanik, bir k sm su bas nc na göre deniz yüksekli ini ölçmektedir. Yine bir k sm veriyi kendi içine kaydetmekte, bir k sm ise radyo modem vas tas ile de erleri an nda teknedeki navigasyon yaz l m na göndermektedir. Deniz kotunun bu ekilde belirlenmesi durumunda, yap lan derinlik ölçmelerinde ekosounder transduserinin alt ndan, deniz taban na olan derinlik de erine, transduserin su yüzeyinden olan mesafesi ve med/cezir (tide) de eri eklenerek taban kotu bulunur.
D + KT + (T) = H (1)
D :Transduser alt ndan tabana olan derinlik KT :Transduserin su alt na olan derinli i T :Med cezir de eri
12
-ölçme teknikleri kullanmakt r. Bu yöntemde k y da kurulan baz vericinin bulundu u noktan n kotunun da hassas olarak bilinmesi gereklidir. Bu ekilde tekne üzerinde elde edilen transduser kotu karaya ba l gerçek kot olup, bu de ere transduser ile deniz taban aras ndaki derinlik de eri do rudan eklenir. Bu yöntemde elde edilen deniz taban kotlar med cezir ve teknenin h z na ba l kotlard r. Ancak bu yöntem k y dan 20km’e kadar olan mesafelerde kullan labilir. (RTK çal malar nda baz ve gezici aras ndaki maksimum mesafe s n r )
Hort L (I + D) = H (2)
Hort: GPS ortometrik kotu I:GPS anteni ile transduser alt aras ndaki mesafe
D: Ölçülen derinlik
Ancak elde edilen bu de ere etki eden ba ka etkenler de vard r. Bunlardan en önemlisi dalga etkisi olan heave de eri genel olarak RTK ile elde edilen derinlik de erine heave etkisi de dahil edilebilir. Ancak RTK veri toplama h z 1/20 (20Hz) saniyeden daha iyi olamad için, k sa peryodlu dalgalarda yeterli hassasiyeti vermez. Bu nedenle heave de eri, heave sensörü denilen cihazlar ile sürekli ölçülür. Bu cihazlar n prensibi sürekli olarak dalgan n olu turdu u ivmenin dü ey bile eninin ölçülmesidir. Ancak bu ivmenin tek ba na ölçülmesi yeterli de ildir. Bir referans gereklidir. Bu referans ise denizin s f r d r. Prensip olarak her tür deniz çal mas nda dalga yüksekli inin 20cm’yi geçmedi i artlar aranmas na ra men, zaman zaman etraftan geçen gemi benzeri dalga etkilerini minimuma indirgemek gereklidir. Son teknolojik geli meler bu tür etkileri tamamen ortadan kald ran bile ik hareket sensörlerini ortaya ç karm t r. (Inertial sistemler) Bunun ilk örne i Trimble grubuna ait Applanix firmas n n geli tirdi i POS MV sistemidir (Alporal, 2005).
3.2 Taban Yüzeyi ve Taban Alt6 Ölçümler
Deniz taban topografyas için ekosounder cihazlar kullan l r. Bu cihazlar tek hüzmeli (Single beam) veya çok hüzmeli (Multibeam) olmak üzere ikiye ayr l r. Tek hüzmeli cihazlar transduserin alt na gelen deniz taban n n derinli ini ölçer. Bu
cihazla ölçme için çal lacak alan istenen ölçe e göre paralel hatlar olarak planlan r. Örne in 1:1000 ölçekli çal malar için bu hata aral klar 10 m, 1:5000 ölçekli çal malar için 50 m olarak planlan r. Hat üzerinde giderken hangi s kl kta veri kay t edilece i ise iki türlü belirlenir. Bu s kl k navigasyon yaz l mlar na ya mesafeye ba l olarak (Örn: Her 10 metrede bir), veya tekne h z na ba l olarak belirli bir zaman aral nda (Örn: Her 5 saniyede bir) seçilebilir.
Çok hüzmeli ekosounder’lar ( ekil 3.5) ise belirli geni likte bir alan tarayarak derinlik belirlerler. Bu nedenle hatlar geni li e göre arada bo luk kalmayacak ekilde planlan r. Geni li i belirleyen önemli bir faktör deniz taban n n derinli idir. Derinle tikçe tarama alan geni ler. Deniz taban n n jeofizik özelliklerini ölçmeye yarayan, sub bottom profiler da tek bir hat üzerinde deniz taban n n 50-60m alt na kadar kesit ç kar r ve planlamas tek hüzmeli ekosounder gibidir. Buna kar l k deniz taban n n akustik olarak bir tür resmini çeken side scan sonar’lar da belirli bir geni likte taban tarar ve planlama çok hüzmeli ekosounder gibi, geni li e ba l olarak yap l r.
4ekil 3.5 Multibeam ekosounder ve side scan sonar ölçme ekli (Torrscientific, 2005)
14
-3.2.1 Batimetri
Hassas hidrografik (deniz haritas na yönelik) ölçmelerle veri toplayan ve bu verileri de erlendirerek deniz dibi yap s n (topografyas n ) belirleyen sistemdir. Bu sistemde; konum belirleyici GPS, derinlikölçer ekosounder, arac n yönünü belirleyen pusula, anl k deniz seviyesi ölçen mareograf, PC kay tç ve gerekli yaz l m bulunur. (4ekil 3.6)
Ölçüm teknesinde bulunan bu sistemle özel hidrografik yaz l m içine e zamanl olarak depolanan; GPS’den konum bilgileri, ekosounder’den derinlik bilgileri de erlendirilerek deniz dibi yap s haritas haz rlan r. Bu haritaya batimetri haritas denir (Akbulut, 2005).
4ekil 3.6 Örnek bir batimetri sistemin elemanlar .
Güncel teknoloji ürünü olan çok huzmeli ekosounder, derinli e göre ortalama 8 kata kadar daha geni bir alana gönderilen akustik sinyaller vas tas ile elde edilen binlerce derinlik de erinin olu turdu u üç boyutlu model elde edilir. Zorlulu u, sistemin çok özenli kurulmas ve kalibrasyon gereklili i ve her tür teknede kullan lmas n n zorlu udur. Proses için güçlü bilgisayarlar gereklidir. 4ekil 3.7’deki örnek Güney Asya’daki Tsunami’ye neden olan k r lman n çok hüzmeli ekosounder ile elde edilen üç boyutlu modelidir.
4ekil 3.7 Güney Asya’daki Tsunami’ye neden olan k r lman n çok hüzmeli ekosounder ile elde edilen üç boyutlu modeli
(Royal-N, 2005)
1912’de Titanik gemisinin batmas , buz da lar n n varl n n ara t r lmas için deniz taban ndan ses yank s kullan lmas n ortaya ç karm t r. Saha ara t rmas çal malar için çift frekansl bir hidrografik ekosounderin gerekli oldu u dü ünülmü tür. Elektronik sistemlerin h zla geli mekte oldu u günümüzde çok say da üretici firma taraf ndan geli tirilmi olan tek ve çok huzmeli modern ekosounderler geli tirilmi tir (Parkinson, 2001).
Çal ma prensibi olarak kabaca; geminin alt k sm na veya dikey bir direk arac l yla yan k sm na monte edilmi olan ekosounder transduseri, a a do ru yönelmi koni biçiminde yüksek frekansl ses pulsu üretmek için enerji verir. Transduserden ç kan bu ses pulsu su boyunca seyahat eder ve deniz taban ndan veya taban alt ndaki daha yo un bir ara yüzeyden yans yarak geri döner. Yans m sinyalin gücü ara yüzeyin reflektans na ba l d r. Genelde en güçlü ve en h zl uygun dönü , transduserin dikey olarak alt nda olan deniz taban ndan gelen dönü tür. Pulslar saniyede bir ile yirmi puls aras nda belli aral kla gönderilir.
16
-Batimetrik verilerin ölçülmesi s ras nda transduserin derinli i bilinmelidir ve sesin sudaki h z saptanmal d r. Ço u saha ara t rmalar nda ekosounder verileri say salla t r l r ve navigasyon veri teybinde kaydedilir. Say salla t r lm derinlik verileri med-cezir de i imleri için kolayca düzeltilebilir. Ekosounder genelde ara t rman n her evresinde çal t r l r. Tipik bir ekosounder sistemi, bir al c -verici birimden (transduser) ve bir çiziciden (plotter)olu ur.
Hidrografik ekosounderler transduser derinli i ve sudaki ses h z de i imleri için ayarlanabilir olmal d r. Sudaki ses h z n saptamak için iki metot vard r. Bar çek sudaki ses h z n saptamak için en basit yöntemdir. Bar çek ayn zamanda ekosounder transduserinin gerçek konumunu belirler. =kinci yöntem deniz yüzeyinden deniz taban na kadar olan derinlikte bir s cakl k /tuzluluk ölçer kullan l r. Tipik bir s cakl k /tuzluluk ölçere örnek olarak h z de i imi için Medwin’in formülünü kullanan Safre Crouzet C10 h zölçer sistemi verilebilir.
Ço u ekosounder dalga hareketlerini gidermeye uygun olan süzgeçlere veya en az ndan bu tür hareketlerin neden oldu u hatal derinlik ölçümlerini düzeltme amaçl bir süzgeç seçimine uygundur. Tipik ekosounder parametreleri a a daki gibi olmal d r:
• Geçirilen frekanslar :33kHz ve 210 kHz
• Gönderilen güç :170w (33kHz) ve 150W (210 kHz)
• Ölçüm hassasiyeti :33kHz için 9,5 cm 210 kHz için 1,5 cm
• Heave compensation :Model TSS 320
(Dalga hareketlerinin dengelenmesi)
• Kalibrasyon :SBE 19, Seacat CDT Profiler (örnek)
Sonuç olarak, ekosounder yüksek ayr ml batimetrik haritalama çal malar ve bat k ve boru hatt ara t rmalar nda yap lmas gereken batimetrik ölçümler için gerekli bir donan md r. S su ve yumu ak olu umlar n uygun ko ullar nda ekosounder 5–10 cm derinli e nüfuz edebilir.
3.2.2 Mühendislik Sismik Sistemi (Subbottom Profiler)
Noktasal olarak olarak gönderilen dü ük frekansl ve güçlü akustik sinyali deniz taban n n sediman yüzeyinden 60 m kadar alt na kadar i leyerek deniz taban n olu turan malzeme hakk nda bilgi verir. (eski, yeni gev ek, kaya olu umunun ba lad yer vb.) 1–11000 metre derinliklerde tekne yan nda veya kablo ile deniz taban na yak n konumda çekilerek kullan l r. Hassas kalibrasyon gerektirir.
4ekil 3.8 Örnek subbottom profiler verisi (BSPC, 2005)
Sismik yöntem; ses dalgas n n yans ma ve k r lma prensibine göre çal an, deniz taban ve taban alt yap s n n ses h zlar na göre tabakala mas n görüntüleyen sistemlerdir. Sistemin kullan m amac ; taban alt yap n n fiziksel özelli ini tespit etmektir. Bu sayede taban alt zeminlerin tabaka s n rlar , derinlikleri, sismik sökülebilirlikleri, bo luk ve rezervuar yap lar saptanabilmekte, h zl ve ekonomik ölçü al narak projelendirme öncesi ön fikir olu turmaktad r (4ekil 3.8).
Mühendislik ölçüm amaçl ilk subbottom profiler 1950’lerde geli tirilmi tir. Genellikle 1–10 kHz aral nda çal an subbottom profiler deniz taban n n 60 m. kadar alt ndaki bölgeyi görüntüleyebilir. Örne in; 3.5 kHz frekans nda çal an mühendislik sismik sistemi ile 30–40 cm ayr ml l k sa lamakta ve zemin uygunsa 30-40 m. taban alt bilgisi elde edilebilmektedir. 4ekil 3.9 ve 3.10 Seabed 3010 MP Model subbottom profiler elemanlar gösterilmektedir.
18
-3.9 SeaBed 3010MP Mühendislik sismik sistemi sualt ünitesi (DEÜ K.Piri Reis Ara t rma Gemisi Ekipman ).
4ekil 3.10 SeaBed 3010MP Mühendislik sismik sistemi grafik kay t ünitesi (DEÜ K.Piri Reis Ara t rma Gemisi Ekipman ).
3.3 Ölçme, Navigasyon ve Proses Yaz6l6m6 (Triton)
Deniz çal malar nda, tüm cihazlar n birbirleri ile senkronizasyonunu sa layan, konum ve derinlik bilgilerini kay t eden, kendinden kay tl cihazlara kendi ofsetlerine göre konum ve zaman verilerini gönderen, ayn zamanda çal ma esnas nda, tekneyi kullanan kaptana planlanan hatlar üzerinde gidip gitmedi ini görsel ve say sal olarak sürekli bildiren ve/veya varsa teknenin otomatik pilotuna kumanda ederek, planlanan hat üzerinde kalmas n sa layan, sistemin kalbi navigasyon yaz l m d r (4ekil 3.11).
Bu yaz l mlar dünyadaki mevcut hemen tüm cihazlara ba lanabilirler, deniz alt nda yap lacak tarama veya kanal açmaya yönelik projelerin programa girilmesi olanakl d r ve bu durumda örne in ölçülen kesit ile proje de erlerini an nda kar la t rabilmektedir.
4ekil 3.11 Triton Navigasyon yaz l m ekran (reson, 2005)
Bu programlar n en önemli i levi ba lanan cihazlar n senkronizasyonunu sa lamakt r. Bunun için GPS taraf ndan üretilen komut sinyali, tüm cihazlar n, ayn anda veri göndermesini sa lar. Bilgisayar portuna gelen bu verilerin porta ula ma zaman ve birbirlerinden olan farklar zamansal olarak ölçülür ve kar l kl e le tirilir. Bu ekilde tekne h z n n fazla oldu u artlarda bile senkronizasyon sa lanabilmektedir. Ancak prensip olarak her tür çal mada tekne h z n n 5 knot’u (Mil/saat) a mamas gerekir. Bunun bir nedeni de, arkadan kablo yard m ile çekilen sensörlerin tabandan olan yüksekli inin, h zla do ru orant l olarak artmas d r.
20
-3.4 Deniz Ölçmesinde Veri Ak6:6
Deniz ölçmelerinde, teknede, tüm sistemi kontrol eden bir merkezi bilgisayar sistemi bulunur. Bu sistem GPS al c s ndan gelen konum bilgisini, ekosounderden gelen derinlik bilgisini ve heave, pitch roll sensörlerden gelen düzeltme verilerini e le tirerek kay t ederken, ayn zamanda istenilen aral klarda düzeltilmi konum verisini, di er kendinden kay tl cihazlara gönderir. Ancak bu cihazlar n her birinin tekne üzerindeki konumu farkl yerlerdedir. Ayr ca bir k sm da tekne arkas ndan uzun çelik halatlarla çekilen ünitelerdir. Bu nedenledir ki her bir ünitenin GPS anteninin konumuna göre olan ofsetlerinin ayn anda hesaplanarak do ru konumlar n n kendilerine aktar lmas gereklidir. Navigasyon yaz l m ndan gönderilen koordinatlar bu görüntülerin daha sonra birle tirilerek bir mozaik elde edilmesi ve do ru konumland r lmas için kullan l r (4ekil 3.12).
4ekil 3.12 Teknedeki veri ak (georentals.co, 2005) 3.5 Ölçüm A:amalar6
Hedefi ne olursa olsun bir denizel mühendislik çal mas izleyen a amalardan olu maktad r (Kalkan ve Alkan 2005).
A-) Ölçme Öncesi Haz rl klar:
• Sistemdeki cihazlar n ileti im protokollerinin ayarlanmas ,
• Lokal tekne koordinat sisteminin tan mlanmas ,
• Ölçme s n rlar n n belirlenmesi,
• Ölçme profillerinin olu turulmas ,
• K y çizgisi gibi detaylar n eklenmesi,
• Koordinat dönü ümü için gerekli olan parametrelerin girilmesi.
B-) Ölçümlerin Gerçekle tirilmesi:
• Derinlik, konum ve di er sensörlerden al nan bilgilerin toplan p, manyetik ortamlara depolanmas ,
• Gerçek zamanl derinlik profillerinin çizimi,
• Ölçmeler yap l rken, bilgisayar ekran nda ölçme profilleri, sahil çizgisi ve di er detaylar ile teknenin hareketinin gerçek zamanda görüntülenesi,
• Teknenin h z ve do rultu aç s gibi bilgilerin toplanmas ,
• Ses h z n n ölçülmesi.
C-) Ölçme Sonras Çal malar:
• Toplanan verilerin kontrol edilip, gerekti inde düzeltilmesi,
• Ses h z ve su seviyesi düzeltmelerinin yap lmas ,
• Bu verilerin ekranda görüntülenmesi veya yaz c dan ç k lar n n al nmas ,
• Ölçülmü de erlerden profil kesitlerinin çizilmesi,
• Hacim hesaplar ,
22
BÖLÜM DÖRT ÖRNEK UYGULAMA 4.1 Çal6:man6n Amac6
Örnek uygulama olarak, 2005 y l yaz döneminde BSPC ad na yap lan Samsun do al gaz boru hatt kontrol etütleri s ras nda Samsun Liman = letmeleri’nin talebi üzerine liman tarama çal malar n n derinlik kontrolü için, Samsun Liman nda kay tlanm k s tl say daki batimetrik ve sismik profil verileri de erlendirilmi tir. =ncelemede; deniz derinle tirme çal mas yap lmakta olan Samsun Liman nda; taban taramas esnas nda kontrol amaçl toplanan batimetrik ve dokuz adet sismik profil verileri kullan lm t r. Kontrol amaçl bu etütte çal ma öncesi mevcut bilgiler do rultusunda haz rlanan batimetri haritas ile çal ma esnas nda olu an batimetri haritalar kar la t r lm , ayr ca çal ma esnas nda al nan sismik verilerle de mühendislik amaçl sismik kesitler elde edilmi tir.
Tarama çal mas öncesine ait taban topografyas na ili kin bilgiler, mevcut seyir haritas n n say salla t r larak bilgisayar ortam na girilmesi suretiyle olu turulmu ve bu haritalar tarama çal malar nda temel veriler olarak kullan lm t r. Bu ekilde, taraman n ne yönde ve ne miktarda yap laca hakk nda temel bilgilere eri ilmi , tarama esnas nda yap lan çal man n amaca uygunlu u izlenebilmi tir. Yap lan çal ma liman içi deniz trafi ini düzenleyen seyir yollar n n temizlenmesi ya da derinle tirilmesi amaçl oldu u için gerekti i gibi taranmayan yüzeylerin kalmamas ve bunun izlenebilmesi amac yla çal ma esnas nda belli aral klarla batimetrik ölçümlerle kontrollerin yap lmas , bu kontroller için sa l kl derinlik ölçümlerinin gerçekle tirilmesi zorunlulu u anlat lm t r.
Sismik etütte çal ma öncesi taraman n hangi yöntemle yap laca n n belirlenmesi, sismik sökülebilirlik de erlerinin tespiti ve sismik hatlar üzerinde bulunan batimetri verileri ile sismik verilerin kar la t rmas n n yap labilmesi amaçlanm t r. Sismik yöntem taban ve taban alt yap s n n fiziksel olarak incelemesine yönelik bir çal ma oldu u için çal mada kullan lacak pompa, ekskavatör, k r c ya da patlat c yöntemlerinin birini veya birkaç n n
belirlenmesinde, bunlar n güç ve kapasiteleri ile i süresinin belirlenmesinde kullan lmas zorunlu bir yöntem oldu u vurgulanm t r.
Bu çal ma kapsam nda kaydedilen sismik veriler yukar da de inilen amaçlara uygun olarak yap lmam olup yaln zca bölgenin tabanalt yap s n n mevcut durumunun tespitine yönelik bir giri im olup proje ile do rudan ilgisi bulunmamaktad r.
4.2 Uygulama Alan6
4.2.1 Alan(n Konumu
Karadeniz sahil eridinin orta bölümünde Ye il rmak ve K z l rmak nehirlerinin Karadeniz’e döküldükleri deltalar aras nda yer alan Samsun ili 9,579 km²’lik bir yüzölçümüne sahiptir. Co rafi konum olarak enlem kuzey 40° 50’ - 41° 51’, Boylam do u 37° 08’ ve 34° 25’ d r. Kuzeyinde Karadeniz’in yer ald ilin kom ular ; do usunda Ordu, bat s nda Sinop, güneyinde Tokat ve Amasya, Güney bat s nda ise Çorum illeridir (4ekil 4.1).
24
Samsun ili yeryüzü ekilleri bak m ndan üç ayr özellik gösterir. Birincisi güneyindeki da l k kesim, ikincisi; da l k kesimle k y eridi aras nda kalan yaylalar, üçüncüsü; yaylalarla Karadeniz aras ndaki k y ovalar d r. (Samsun =l Çevre Durum Raporu, Samsun Valili i, =l Çevre ve Orman Müdürlü ü, 2004) (4ekil 4.2).
4ekil 4.2 Çal ma Alan n n Konumu
4.2.2 Bölgenin Jeolojik Yap(s( ve Stratigrafi
Samsun’da genç delta ovalar nda alüvyonlar bulunmakla birlikte, dik yamaçlarla ayr lm taraçalarda eski alüvyonlar görülmektedir. Güneydeki da l k kesime geçi alan neojen ya l , killi-kireçli tortularla kapl d r. K y da lar Kretase lavlar ndan olu mu tur. Ayn da lar n iç kesimlerinde killi, çak ll tortullar bulunur. =ç kesimlerde Neojen tortullar ve yer yer alüvyonlarla kapl ovalar n güneyinde de birinci ve ikinci zaman ya l ve k vr ml kayaçlar Kretase ve Eosen Fli lerine rastlan r. Geni alanlarda ise volkanik olu umlar görülmektedir. Samsun’da Eosen, Kretase ve Neojen dönemli olu umlara s kça rastlanmaktad r. =l topraklar n n güney s n r nda Göksu ile Ye il rmak’ n birle ti i alanda üst kratese ya l olu umlar geni alanlara yay l r. Abdal Irma n n do usunda eosen olu umlar na rastlan r. Ye il rmak havzas n n do usunda devam eden bu olu umlar genelde gre, marn ve konglomeradan ibarettir. =lin kuzeyi tümüyle halosen ya l yeni alüvyonlarla kapl d r. Bu alanlarda Ye il rma n ta d kum-çak l ve bloklar izlenmektedir.
Samsun ili jeoloji haritas n n güneybat s ile Kelkit Çay boyunca do uya do ru gittikçe incelen ve haritan n güneydo u kö esinde, A vanis bölgesinde yeniden geni yer kaplayan tabaka serilerine en eski formasyonlu olarak görülmektedir. Fakat bu serilerin hemen hemen hepsinin metamorfize olmu bulunmalar içlerinde bulunmas muhtemel fosilleri yok etmi veya tan nmaz hale getirmi tir. Bundan dolay metamorfik serilerin ya tam olarak bilinememektedir. Genel olarak, paleozoik diye kabul olunagelmi ise de bunlar içinde mesozoik ya l tabakalar n da bulunmas çok muhtemeldir. Ad geçen masiflerin litolojik ve stratigrafik durumlar birbirine çok benzemektedir. Bölge içinde kalan Tokat masifi ile A vanis ve Zevker masiflerini litoloji ve stratigrafi bak m ndan iki k s mda mütalaa etmek mümkündür.
4.3 Kullan6lan Jeofizik Yöntemler
Örnek uygulama yeri, 2005 y l nda Samsun Liman nda yap lm olan batimetrik ve sismik etütlerle incelenmi tir. =ncelemede; deniz derinle tirme çal mas yap lmakta olan Samsun Liman nda; çal ma esnas nda kontrol amaçl toplanan
26
batimetrik veriler ve sismik profiller kullan lm t r. Kontrol amaçl bu etütte çal ma öncesi batimetri haritas ile çal ma esnas nda olu an batimetri haritalar kar la t r lm , ayr ca çal ma esnas nda al nan sismik verilerle de mühendislik amaçl sismik kesitler elde edilmi tir.
4.3.1 Çal( mada Kullan(lan Donan(mlar
Uygulama s ras nda deniz arac olarak Dal c II adl tekne kullan lm , ölçüm sistemleri olarak;
• Pozisyon belirleme sistemi (Trimble 5700 RTK GPS)
• Pusula (SG Brown Meridian)
• TSS DMS Heave Compensatör
• Batimetri sistemi, Çok hüzmeli ES (Reson 8125)
• Mühendislik sismik sistemi (Seabed 3010 Mp)
• Navigasyon yaz l m (4ekil 4.3, QINSy version 7) kullan lm t r.
4ekil 4.3 QINSy Multibeam Navigation yaz l m örnek modelleme (QINSy.asp, 2005)
4.3.2 Batimetrik De0erlendirme
Çal ma alan na ait mevcut batimetrik harita (4ekil 4.4) ile birlikte çok hüzmeli ES Reson 8125 model sistemle elde edilen batimetrik veriler de erlendirilerek sahaya ait güncel batimetri haritas olu turulmu tur. (4ekil 4.5). Derinlik ölçümleri esnas nda dalga nedeniyle olu an dü ey hareketler sisteme dahil edilen TSS DMS Heave Compensatör arac l ile tespit edilerek, batimetrik verilerin hatas z ar ivlenmesi sa lanm t r.
Haz rlanan batimetrik haritalar çal ma öncesi Samsun Liman taban topografyas n ve çal ma esnas nda yap lan tarama bölgelerini ayr nt l olarak göstermektedir. Haritalarda görüldü ü üzere; liman giri inden iskeleye do ru tamamen sediment dolgusu olan alan tarama ile derinle tirilmi ve limana giren gemilerin seyirlerinin daha emniyetli olmas için bir seyir yolu aç lm t r. Ölçüm esnas nda derinle tirme çal malar devam etti i için tarama yüzeyleri ile taranmam bölgeler aras nda belirgin geçi ler dikkat çekmektedir. Üretilen bu batimetri haritalar sayesinde yap lan hafriyat miktar hesaplanabildi i gibi, tarama yap lmas gereken yüzeylerin tespiti de görülebilmektedir. Liman n kuzeybat ve güneybat bölgelerinin nispeten s oldu u görülmekte, ayr ca gelecekte bu bölgelere yap labilecek deniz yap lar n n fizibilitesi hakk nda da ön bilgi vermesi batimetri çal malar n n önemini vurgulamaktad r. Kullan lan sistemin çok hüzmeli ölçü alabilme özelli i de ölçülerin hassasiyetini art rm t r (4ekil 4.6). Çok hüzmeli sistemlerde al nan ölçülerin geni bir alandan veri toplayabilmesi, i in daha k sa sürede ve ekonomik olarak tamamlanmas n sa lamaktad r. Ayr ca kullan lan Surfer yaz l m program ile olu turulan üç boyutlu batimetri haritalar da kullan c ya daha aç klay c bilgi verilmesi aç s ndan önemlidir (4ekil 4.7). Tarama çal mas sonras nda yap lacak ölçümlerle güncel liman haritas olu turulmas planlanm t r. Güvenli seyir haritalar n n olu turulmas ise liman içinde trafi i düzenledi i ve olas kazalar önledi i için ekonomik avantaj sa lamaktad r. Ayr ca liman n günümüzde olu turulan batimetri haritalar daha sonraki dönemlerde olu turulacak k yaslama amaçl batimetri haritalar na baz konusu olabilece i gibi, benzer hassasiyetteki çal malarla liman n ne tür topografik de i imler gösterdi i hususundaki tahminlerin yap lmas konular nda da sa l kl veri ar ivlenmesini de sa layacakt r.
28
30
4ekil 4.6 Samsun liman Reson 8125ES hatlar ve verileri (BSPC, 2005)
4ekil 4.7 Samsun liman Tarama öncesi ve esnas üç boyutlu batimetri haritalar
4.3.3 Sismik De0erlendirme
Seabed 3010 MP Mühendislik sismik sistemi ile elde edilen veriler de erlendirildi inde, sedimanter katmanlardan en üstünde yer alan birimdeki yüzey taramas yap lm bölümler net bir ekilde izlenebilmektedir. Taban alt n olu turan tabaka s n rlar ve sismik stratigrafik unsurlar baz durumlarda ayr nt l olarak belirlenebilmesine ra men bunlar n alansal da l mlar n n izlenmesi muhtemel gaz maskelemesi nedeniyle net olarak belirlenememektedir. Bu nedenle stratigrafik anlamda ayr nt l bir de erlendirme yap lmas mümkün olamam t r. Limandaki sediment birikimiyle ilgili olarak alansal ve hacimsel tahminlerin yap lmas ancak farkl dönemlerde kay tlanm sismik profillerin kar la t r lmas ile mümkün olabilecektir.
Çal madaki sismik hatlar; 1,2,3,4 no’lu profiller liman giri inden kuzeybat -güneydo u do rultulu, 5 ve 6 no’lu profiller mendire e paralel kuzey-güney do rultulu, 7,8 no’lu profiller liman n içinde kuzeybat -güneydo u yönelimli, 9 no’lu profil ise liman ortadan kesecek ekilde bat -kuzeybat - do u-güneydo u do rultulu al nm t r.(4ekil 4.8)
32
Bu çal madaki profiller yorumland nda; 1,2,3 ve 4 no’lu profillerde liman giri i bölgesinde yüzey katman ndaki tarama alan net olarak görülmekte ve bu katman n alt nda dört farkl sedimanter dolgu oldu u görülen katmanlar bulunmaktad r. Katmanlar genellikle do u-güneydo u yönelimli olarak görünür e ime sahiptirler ve kal nl klar 3-6 m. aras nda de i mektedir. Bu birimler, muhtemelen dü ük konumlu deniz seviyelerinde geli mi akarsu olu uklar olarak de erlendirilmi tir. Deniz taban n n ortalama derinli i 13-19m. aras nda de i mektedir. Kay tlanan sismik profillerde alansal yorumlamay güçle tiren muhtemel gaz birikim alanlar bulunmaktad r. Sismik profillerin taraman n yap ld süreç içersinde kay tlanm olmas nedeniyle, muhtemel tarama etkisiyle deniz suyu ortam na dahil edilmi olan ilave ask materyalin neden oldu u ve sismik kay tlar n baz bölümlerinde su kolonu boyunca meydana gelmi olan görüntü kirlili i dikkat çekmektedir. Profillerin bulundu u kesimde tarama yap lm alan ile taranmam kesimler aras nda yakla k 2 m. lik bir kot fark bulunmakta ve taraman n en üstte yer alan sedimanter katman içersinde gerçekle tirildi i izlenmektedir. Liman n giri bölümünde kay tlanan sismik profiller (1, 2, 3,4) (4ekil 4.9, 4.10, 4.11, 4.12) s rayla incelendi inde taranan alan n n güneye do ru göreceli geni ledi i görülmektedir. Bölgeye ait batimetri haritas ndan (4ekil 4.7) da izlenebilece i gibi liman giri indeki tarama i lemi parçal olarak gerçekle tirilmi olup tarama i lemi a rl kl olarak giri in güney kesiminde yo unla t r lm t r. Tarama yap lan üst katman n tarama alan n n hemen tamam nda ayni özellikte oldu u sismik profillerden ayr nt l olarak görülmektedir. Buradan hareketle eksik taraman n taban yap s yla ili kili olmad ve muhtemelen tarama i leminin gerekti i gibi yap lmad sonucu ortaya ç kmaktad r. Tarama arac n n tarama alan na günlük gidi geli leri esnas nda sa l kl konumland rma i levinin yap lamam olmas ihtimali de tarama i leminin rasgele yap ld izlenimini vermektedir.
Liman giri inden güney s n ra kadar olan koridor üzerinde kay tlanan 5 ve 6 no’lu profiller incelendi inde (4ekil 4.13, 4.14) tarama öncesi su derinli inin 12 m. civar nda oldu u ve tarama yap lm bölgelerde derinli in yer yer 16m ye ula t görülmektedir. Sismik profillerde tabanalt yap s olarak birkaç tabakadan olu an sedimanter istif tesbit edilmi , baz bölümlerde tarama sonras nda ilk tabakan n
34
tamamen kald r ld izlenmi tir. Daha önceki sismik profillerde oldu u gibi bu profillerde de muhtemel gaz maskelemesi nedeniyle tabanalt yap s n n ayr nt l incelenmesi mümkün olamam t r. Hatlar n kuzey k sm nda küçük bir alan ile orta k sm n n tamam n n tarand görülmekte, tarama yüzeylerinin alansal da l m batimetri haritas yla da ayr nt l olarak izlenebilmektedir.
=ç liman boyuna kesen 7 ve 8 no’lu profiller (4ekil 4.15, 4.16) incelendi inde hatlar n uç kesimlerinde lokal taranma yap ld tespit edilmi ve bölgenin büyük bir bölümünün henüz taranmad saptanm t r. Profillerin kuzeybat taraf nda üç farkl katman ay rt edilebilmi güney taraf nda ise muhtemel gaz varl veya göreceli olarak daha peki mi materyalden olu an karma k tabanalt yap s nedeniyle benzer tabakal yap izlenememi tir.
9 no’lu profil (4ekil 4.17) ise liman bat -kuzeybat dan do u-güneydo uya do ru tam ortadan kesmi hatt n do usunda ve bat s nda taranm alan net bir ekilde görülmü tür. Yap lan de erlendirmede dört farkl tabaka yap s oldu u görülmektedir. Hatt n do u ucunda yine muhtemel gaz maskelemesi nedeniyle bu bölgedeki tabaka ayr m net bir ekilde yap lamamaktad r.
4.3.4 Batimetrik Verilerle Hacim Hesab(
Deniz taban derinle tirme çal malar nda deniz taban derinli inin proje amaçlar na uygun hale getirilmesinin yan nda tarama esnas nda tabandan al nan materyal hacminin belirlenmesi de proje maliyetleri aç s ndan büyük önem ta maktad r. Genelde i veren ile yüklenici aras nda en önemli anla mazl k konusu olarak gündeme gelen tarama hacim hesaplamalar nda tarama öncesi ve tarama sonras yap lmas gereken batimetrik ölçümlerin önemi tart lmazd r.
Bu bölümde bir deniz taban derinle tirme çal mas kapsam nda yap lmas gereken hacim belirleme hesaplamalar na ili kin, Samsun Liman batimetrik verileri kullan larak Surfer yaz l m arac l yla yap lan bir örnek sunulmu tur.
Surfer yaz l m esas olarak tarama öncesi ve tarama sonras batimetrik verileri kullanmaktad r. Bu örne e ili kin program ç kt s a a da sunulmu tur.
———————————————— Kafes Hacim Hesab6
————————————————
Fri Jun 23 14:25:06 2006 Birimler metredir.
Tarama Öncesi Yüzey
Grid File Name: C:\tarama_öncesi.grd Grid Size: 641 rows x 461 columns X Minimum: 276500 X Maximum: 278800 X Spacing: 5 Y Minimum: 4573800 Y Maximum: 4577000 Y Spacing: 5 Z Minimum: -14.22559490023 Z Maximum: -2.1515776329409
Tarama Sonras6 Yüzey
Grid File Name: C:\tarama_sonras .grd Grid Size: 641 rows x 461 columns X Minimum: 276500 X Maximum: 278800 X Spacing: 5 Y Minimum: 4573800 Y Maximum: 4577000 Y Spacing: 5 Z Minimum: -15.06689443044 Z Maximum: -2.1515776329409
36
Hacimler
Z Ölçek Faktörü: 1
Yöntemler Göre Toplam Hacimler:
Trapezoidal Yöntem: 2459000.9503599 Simpson Yöntemi: 2458856.0555878 Simpson’un 3/8 Yöntemi: 2458456.5278137
Tarama & Dolgu Hacimleri
Pozitif Hacim [Tarama]: 2472046.5184482 Negatif Hacim [Dolgu]: 13045.568088266 Net Hacim [Tarama-Dolgu]: 2459000.9503599
Alanlar
Düzlem Alanlar
Pozitif Düzlem Alan [Tarama]: 2512050.8366129 Negatif Düzlem Alan [Dolgu]: 22274.163387062 Hesap D Alan: 4825675
Toplam Düzlem Alan: 7360000
Yüzey Alanlar6
Pozitif Düzlem Alan [Tarama]: 2517301.3101738 Negatif Düzlem Alan [Dolgu]: 22667.167288285
38
40
42
44
46 BÖLÜM BE
SONUÇLAR 5.1 Sonuçlar
• Tarama öncesi, uygulama esnas ve sonras batimetri haritalar ile gerek ön bilgi, gerek kontrol bilgisi ve gerekse sonuç verileri incelenerek ekonomik aç dan en uygun proje seçilebilece i gibi bu ekilde maliyet hesaplamalar n n da hatas z ç kart lmas mümkün olacakt r.
• Kullan lacak yöntemlerde güncel teknoloji ürünü sistemlerin kullan lmas hata pay n azaltaca gibi ayr ml l k ve hassasiyeti artt rmaktad r.
• Yap lan çal ma sonucu ar ivlenen veri setleriyle (harita, sismik profil vb) bölgesel sediment temini, alansal da l m ve miktar gibi bilimsel sonuçlara ula lmas mümkün olabilecektir.
• Özellikle projenin haz rl k a amas nda deniz tarama yöntemlerinin do ru bir ekilde belirlenebilmesi için mühendislik sismi i verilerinin temini gerekli ve zorunludur.
• Sismik sistem verileri ile tarama yöntemi belirlenebildi i gibi faylanma yönü ve do rultular da su yap lar ya da k y mühendisli i yönünden incelenebilir.
• Tabanalt yap s n n do ru ve ayr nt l belirlenmesi aç s ndan do rudan sondaj ve s k taban örneklemesi gibi di er yöntemlere göre h zl , ekonomik olmas ve etüt amaçl sondaj verilerinin denetlenmesi aç s ndan mühendislik sismi i çal malar önemli tercih nedenidir.
KAYNAKLAR
Akbulut, F. (2005). O inografik, Hidrografik Ölçüm Hizmetleri. (2005), http://www.batimetri.com.tr.tc
Alporal, Ö. (2005). Harita ve Kadastro Mühendisleri Odas , Mühendislik
Ölçmeleri STB Komisyonu, 2.Mühendislik Ölçmeleri Sempozyumu. 247–256
=TÜ. =stanbul
BSPC, (2005). Topographic and Shore Approach Surveys-Turkish Landfall projesi
Sismik ve Batimetrik verileri. =zmir
D & A Instrument Company . (2006). Dredging in Bahrain. (2006), http://www.d-a-instruments.com\dredging.html.
Kalkan, Y. ve Alkan, R. M. (2005). Sularla Kapl Alanlar m z ve Hidrografik
Ölçmeler. TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odas 10. Türkiye Harita
Bilimsel ve Teknik Kurultay . Ankara
Ka er, N. (2004). Güneybat Anadolu Neotektoni.inin Deniz Sismik Verileri 0le
Ara t r lmas . Y.L. Tezi 10 – 15. =zmir
Mta. (2006). Türkiye Fiziki Haritalar . Kartografya Servisi Mta. (2006), http://www.mta.gov.tr/mta_web/fiziki3asp
Parkinson, R. (2001). High Resolution Site Surveys. 154-191. 11 New fetter lane. London. EC4P4EE.
Qps, C. (2006). Qinsy a Total Hydrographic Solution. (2006), http://www.qps.nl/Eng/Pages/QINSy.asp
48
Reson, C. (2005). Underwater Acoustic Solutions. (2005), http://www.reson.com
Royal, N. (2006). Submarine Service. (2006), www.royal-navy.mod.uk
Samsun =l Çevre Durum Raporu. (2004). TC Çevre ve Orman Bakanl . , Samsun
Valili.i 0l Çevre ve Orman Müdürlü.ü, 0l Çevre Durum Raporlar Rehberi. 7–14.
Samsun
Samsun Liman Seyir Haritas . (2005). DEU Deniz Bilimleri ve Teknoloji Enstitüsü
Kütüphanesi Harita Ar ivi 1311 no’lu harita. =zmir
Torr S., Ltd. (2006). Multibeam Echosounder & Side Scan Sonar Studies. (2006), www.torrscientific.co.uk
Yurder, G. (2005). Deniz Tarama ve Sualt Yap lar . (2005), http://www.den-ta.net
