Download
1 / 111
E N D
DERİNLİK ÖLÇÜMÜ (İSKANDİL) Sualtı tabanının topografik durumunu belirlemek amacıyla su yüzeyine dik doğrultuda (çekül doğrultusunda) derinlik ölçmeleri yapılır. Bu işleme hidrografide iskandil , derinliği ölçülen veya derinlik ölçmesi yapılan noktaya da iskandil noktası denir. İskandil, klasik haritacılıktaki nivelman ile eş anlamlıdır. Ancak iskandilde uygulanan yöntemler ve kullanılan araçlar tamamen farklıdır. Burada sualtı tabanını görmek mümkün olmadığından genellikle önceden saptanan doğrultular üzerinde ve belirli aralıklarla ölçmeler yapılır ve elde edilen derinlik değerleri o andaki su seviyesi ile ilgilidir.
DERİNLİK ÖLÇÜMÜ (İSKANDİL) • Derinlik değerleri haritaya işlenmeden önce yönteme, alete ve su ortamına bağlı olarak düzeltmeler uygulanır ve daha sonra ortak bir su seviyesine indirgenir. Derinlik ölçmesi, kullanılan alete göre ya bir operatör tarafından bizzat yapılır veya bir alet tarafından otomatik olarak gerçekleştirilir. İskandilde kullanılan alete göre derinlik değerleri ya doğrudan okunur ya da dolaylı olarak elde edilir. • İskandil yöntemleri; tarihi gelişim veya alet konstrüksiyonlarının tamlığı yönünden, klasik yöntemler ve modern yöntemler diye iki gruba ayrılabilir:
DERİNLİK ÖLÇÜMÜ (İSKANDİL) • 1. Klasik yöntemler • a- Lata iskandili, • b- İp iskandili, • c- Tel (mekanik) iskandil. • d- Hidrostatik iskandil, • e- Termometrik iskandil, • 2. Modern Yöntemler • a- Akustik iskandil, • b- Laser (Lidar) iskandili
KLASİK DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Lata İskandili • İskandil lataları, 4 - 6 metre uzunluğunda, 5 - 7 cm çapında daire ya da çokgen kesitli ahşap veya hafif metalden yapılmış çubuklardır. İskandil lataları, desimetre bölümlü olup okumaların kolaylaştırılması amacıyla renklendirilmiştir. Latanın suya kolay dalmasını sağlamak, fakat yumuşak zeminlere batmasını önlemek amacıyla ucuna metal bir başlık takılmıştır. Tabandan numune alınması gerektiğinde bu başlıktan yararlanılır veya zeminden parça koparan özel bir başlık takılır. Sığ sularda uzun lata boyunun ortaya çıkardığı kullanma güçlüğünü azaltmak için birbirine eklenebilen latalar yapılmıştır.
KLASİK DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Lata iskandil, duran bir taşıttan uygulandığı gibi hareket halindeki bir bot üzerinden de uygulanabilir. Uygulamada ; • Lata düşey doğrultuya girmeden okuma yapılmamasına, • Lata ucunun taban zeminine batırılmamasına, • Ölçmelerin botun daima aynı yerinden yapılmasına, • Bot hızının ölçme işlemini güçleştirmeyecek ve inceliği etkilemeyecek değerde olmasına (örneğin, bot hızı v < 1.0 m/s olmasına ) dikkat edilmelidir. • Lata iskandilinde en önemli hata, operatörün kişisel hatalarıdır. Bu hatalar, operatörün yukarıda belirtilen hususlara tam dikkat etmemesinden doğan hatalar ile okuma yanlışlıklarıdır.
KLASİK DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Aletsel hata olarak yalnızca lata bölümleri hatası vardır. Ancak bu hata, diğer hata kaynakları yanında genellikle ihmal edilebilecek kadar küçüktür.Su ortamından kaynaklanan hatalar da; su yüzeyi dalgalarının okumaya etkisi ve su içi akıntılarının lata konumuna etkisidir. Ayrıca bot hızının büyük olması ve sualtı tabanının cinsi ve bitki örtüsü ölçmeleri etkileyen diğer etkenlerdir. Lata bölümlerinin okuma inceliği ±2 cm olmasına karşın, latanın tam düşey doğrultuya sokulamaması nedeniyle yöntemin inceliği ±5-10 cm olarak kabul edilir. Lata iskandili, derinliği 5 metreyi geçmeyen sığ ve küçük her türlü su ortamında uygulanabilir. Ancak verimi çok azdır.
KLASİK DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • İp İskandili • İp iskandilinde ölçme aracı olarak iyi cins keten, kenevir veya sentetik liflerden özel olarak örülmüş ipler kullanılır. İpin suya batmasını ve kısa sürede düşey doğrultuya girmesini sağlamak amacıyla ucuna metal bir ağırlık bağlanır. Bu ağırlık, suyun derinliğine ve su içindeki akıntının hızına bağlı olarak 2.5 - 10 kg arasında değişir. İskandil ipinin zamanla boy değiştirmesini azaltmak amacıyla bölümlendirme yapılmadan önce, bir gün kadar su içinde bekletilir ve daha sonra iki direk arasına gerilerek kurumaya bırakılır. İp kurutulduktan sonra, üzerine belirli aralıklarla ( genellikle 20 cm ) renkli kumaş, deri parçaları veya pirinç plakalar bağlanarak bölümlendirilir. İpin boyu, her ölçme işleminden önce ve sonra kontrol edilir. Sualtı tabanından örnek alınması istendiğinde özel ağırlıklar kullanılır. Bu ağırlıkların altında bir oyuğa yapışkan balmumu veya kalın yağ sürülerek örnek alınabileceği gibi, özel örnek kapları da bulunabilir.
KLASİK DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Bu tür uygulamada, ipin yukarı çekilip ağırlığın tekrar fırlatılması için geçecek süre içinde botun ardışık iskandil noktasına henüz gelmemiş olması gerekir. Hidrografi botunun hızı, suyun derinliğine ve harita ölçeğine bağlı olarak saptanır. Derinlik arttıkça, ağırlığın sualtı tabanına inmesi ve ipin yukarı çekilmesi (toplanması) için geçecek süre artacağından botun hızı azaltılır. Harita ölçeği büyüdükçe iskandil noktalarının ara uzaklıkları küçüleceğinden bot hızı azaltılır. Hidrografi botunun harita ölçeğine bağlı hız değerleri şöyle verilmektedir: • Harita Ölçeği 1/2000 1/5000 1/10000 1/25000 1/40000 Ortalama Bot Hızı [m/s] 0.33 0.83 1.66 4.16 6.66 • Çalışma ortamındaki suyun akıntılı olması durumunda iskandil ipinin, akıntı nedeniyle bükülerek sonucu önemli ölçüde etkilemesini önlemek amacıyla derinlik ölçmesi, hareketli bot üzerinden yapılır. Botun akıntı yönünde ve akıntının karşı yönünde hareket etmesi durumlarında, uygulama düzeni ve iskandil ipinin bükülmesi aşağıdaki şekilde şematik olarak görülmektedir.
KLASİK DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Derinliği 30 metreden az ve akıntısız sularda yöntemin inceliği, ±10 cm olarak kabul edilir. İnceliği etkileyen hata kaynakları: • 1- Su Ortamının Neden Olduğu Hatalar • Su içinde akıntı nedeniyle ipin bükülmesi önlenemeyeceğinden derinlik ölçülerinde bir miktar hata oluşur. Bu hata derinlikle doğrusal olarak bağlı değildir. İpin akıntı nedeniyle bükülmesini azaltmak için, ucundaki ağırlık bir miktar arttırılır • Akıntının neden olduğu derinlik hatasının akıntının yönüne bağlı olmadığı, buna karşılık akıntı hızına, suyun derinliğine ve iskandil ağırlığına bağlı olduğu saptanmıştır • Su yüzeyinin dalgalı olması veya bot hızının neden olduğu dalgalar, derinlik ölçümlerini dolayısıyla inceliği etkiler. Bu nedenle su üzerindeki çalışmaların, dalgasız ya da az dalgalı havalarda yapılması, ayrıca ölçmelerin botun dalga etkisinin az olduğu kısmından (genellikle orta kısmından) yapılması gerekir.
KLASİK DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • 2- Operatörün Neden Olduğu Hatalar • İp iskandilinde en önemli hata kaynağını kişisel hatalar oluşturur. Bu hatalar şunlardır: • - İp düşey konuma gelmeden okuma yapılması, • -İpin fazla sağılan kısmı çekilmeden okuma yapılması, • - Botun değişik yerlerinden okuma yapılması, • - Okuma hataları
KLASİK DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • 3- Aletsel Hatalar • İp iskandilinde en önemli aletsel hata kaynağı, ip boyunun zamanla değişmesidir. İp boyundaki değişme, ip üzerindeki derinlik değerlerini etkilediğinden ölçülerde sistematik bir hata olur. Hatanın etkisini en aza indirmek için; • - Özel şekilde örülmüş iyi cins ipler kullanılmalı, • - İpin boyunu, ölçmelerden önce ve sonra kontrol ederek gerekirse ölçülere düzeltme getirilmeli, • - İp ucuna bağlanan ağırlığın kütlesi uygun seçilmelidir.
KLASİK DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Tel İskandil ( Mekanik İskandil ) • Lata ya da ip kullanmak suretiyle yapılan derinlik ölçmeleri yorucu ve zaman alıcı olduğundan, özellikle 30 metreden daha derin sularda tel iskandili uygulanır. Bu yöntemde ölçme aracı, ucuna ağırlık bağlanmış bir teldir. Telin sağılmasını ve özellikle sarılmasını kolaylaştırmak ve hızlandırmak amacıyla bir makara sisteminden yararlanılır. Şekilde, A: çelik telin sarıldığı makara, B:yardımcı makara, P: İskandil ağırlığıdır. Yardımcı makaranın çevresi önceden ölçülmüş olup bellidir. Dolayısıyla devir sayısı sayılarak sağılan telin uzunluğu belirlenir.
KLASİK DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Diğer yöntemlerde olduğu gibi tel iskandilde de hata kaynakları; • - Su ortamının neden olduğu hatalar, • - Operatör hataları, • - Alet hataları • olmak üzere 3 grupta toplanır. Tel iskandil, 30 - 1200 metre arasındaki derinliklerde uygulanır. Akıntı olması durumunda, ip iskandilindeki gibi özel ölçme yöntemi uygulanamadığından, ölçülerde yanlışlık (kaba hata) mertebesine ulaşan hatalar oluşur. Hidrografi botunun her iskandil noktasında durması nedeniyle operatör hataları, aletin geliştirilmiş yapısı nedeniyle de alet hataları, su ortamından kaynaklanan hatalar yanında ihmal edilebilir. Örneğin, alet üzerindeki derinlik sayacı yardımıyla sağılan telin boyu ± 1 cm incelikle okunabilir. Ancak yöntemin inceliği, derinliğe bağlı olarak ±0.01 H metre kabul edilir.
KLASİK DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Bu aletlerin çalışma ilkesi, basit bir çıkrık sistemine benzer. Ölçme aracı olarak 1-1.5 mm çapında kopma mukavemeti yüksek, galvanizli çelikten yapılmış paslanmaz teller kullanılır. Tel, makara veya disk üzerine sarılır. Ölçme işleminde telin sağılan uzunluğu, makaranın devir sayısını gösteren bir sayaç yardımıyla belirlenir. Mekanik iskandil aletlerinin bazılarında telin hızlı ve fazla sağılmasını kontrol eden otomatik fren donatımı vardır. Tel ucundaki ağırlık, sualtı tabanına ulaştığında, tel üzerindeki germe kuvveti azalacağından fren donatımı harekete geçerek telin fazla sağılması önlenir. Su derinliğine ve akıntının hızına bağlı olarak tel ucuna 0.1 - 20 kg arasında değişen ağırlıklar bağlanır. • İskandil aleti, botun veya geminin uygun bir yerine ve bir platform üzerine yerleştirilir. Telin kopma olasılığı iplere göre daha fazla olduğundan, ip iskandilindeki gibi ileri fırlatılması söz konusu değildir. Bu nedenle hidrografi taşıtı, her iskandil noktasında ölçme işlemi tamamlanıncaya kadar durmak zorundadır.
KLASİK DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Hidrostatik İskandil • Sualtı tabanında ölçülen hidrostatik basınç yardımıyla derinliğin belirlenmesi, yöntemin temel ilkesini oluşturur. İskandil aleti olarak hidrostatik basınç ölçerler kullanılır. Alet, ölçme yapılacak noktada bir ip veya tel yardımıyla sualtı tabanına indirilerek o noktadaki su derinliğinin fonksiyonu olarak hidrostatik basınç ölçülür. Hidrostatik iskandil, dolaylı sonuç veren bir yöntemdir. Hidrostatik iskandil aleti, 100 - 200 metreye kadar olan derinliklerde kullanılır ve ortalama inceliği ± 3-5 metredir. Derinlik arttıkça incelik azaldığından derin sular için ya da hassas ölçmeler için uygun bir alet değildir. Sürekli ve hızlı ölçmeye olanak vermediğinden günümüzde pratik değeri kalmamıştır.
KLASİK DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Termometrik İskandil • Sualtı tabanında aynı noktada sıcaklık ve basınç ölçmek suretiyle derinliğin bulunması yöntemin temel ilkesini oluşturur. Termometrik iskandil aleti olarak bir plaka üzerinde yan yana yerleştirilmiş iki basit termometre kullanılır. Termometrelerden biri su basıncına karşı kalın bir cam koruyucu tüpü içine alınmış, diğeri ise açıktır. Termometrik yöntem, özellikle 1000 metre ve daha derin sularda uygulanır. Bu yöntemde sağlanan incelik ± 0.005 H metredir. Uygulama sırasında sarkıtma telinin ya da ipinin akıntı nedeniyle bükülmesinin derinlik değeri üzerinde önemli etkisi yoktur. Termometrik iskandil, sürekli ve hızlı çalışmaya olanak vermediğinden günümüzde pratik değeri kalmamıştır.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Akustik İskandil • Ses dalgalarının su içinde yayılma ve yansıma özelliklerinden yararlanılarak derinliklerin ölçülmesi yöntemin temel ilkesidir. Su içindeki bir ses üretecinden sağlanan ve düşey doğrultuda yöneltilen ses impulsları, dalgalar halinde yayılarak sualtı tabanına ulaşırlar ve buradan da yansıyarak tekrar su yüzeyine gelirler. Ses dalgalarının su içindeki yayılma hızı V bilindiğinden, impulsların gidiş - dönüş seyir süresi t ölçülerek su derinliği, • bağıntısından bulunur.
SESİN SU İÇİNDE YAYILMA HIZI Ses dalgaları su içinde yansıma, kırılma ve yutulma gibi fiziksel kanunlara uyarak yayılırlar. Sesin su içinde yayılma hızı suyun yoğunluğuna, başka bir deyişle sıcaklığına, tuzluluğuna ve derinliğine (Basıncına) bağlı olarak değişir. Ses dalgalarının su içindeki yayılma hızı; V = 1 / k bağıntısı ile belirlenir. Burada; k : suyun yoğunluğu, : suyun geçirgenliğidir. Derinliğe inildikçe k ve değerleri değiştiğinden yukarıdaki bağıntıya göre bulunacak hız bölgesel koşullara uygun olmaz. Bu nedenle normal koşullardaki ( t=0 0C su sıcaklığı, s=%035 tuzluluk ve h=0m veya p=760mm Hg basıncı ) ses hızı ortamındaki koşullara uygun olarak düzeltilir.
SESİN SU İÇİNDE YAYILMA HIZI Su ortamının maksimum ve minimum yoğunluğuna göre sesin yayılma hızı 1390-1650 m/s arasındadır. Bölgesel koşullar için ses hızının genel bağıntısı, Vt,s,p = V0 + Vt + Vs + Vp + Vt,s,p biçiminde verilmektedir. Burada; Vt,s,p : sıcaklığı t, tuzluluğu s ve basıncı p olan suda sesin yayılma hızı, V0 : normal koşullardaki suda sesin yayılma hızı, S. Kuwahara’ya göre V0 = 1445.5 m/s W. D. Wilson’a göre V0 = 1449.2 m/s’dir. Vt , Vs , Vp : normal koşullar dışında V0 değerine uygulanacak düzeltmeler Vt,s,p : her üç verinin ( t,s,p ) aynı anda değişmesi halinde ek düzeltme anlamındadır. Bu bağıntıdan elde edilecek hız değerindeki duyarlık 0.3 m/s kadardır.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Ses Enerjisinin Yöneltilmesi • Demetlenmemiş bir ses enerjisi su içinde küresel bir yüzey şeklinde her yöne yayıldığından, bu tür bir ses enerjisi ile iskandil yapılmaz. Frekansı, 16 Hz ile16 000 Hz (16 KHz) arasında olan seslereişitilebilir ses ya dasonik ses denir. Bunların dalga boyları büyük olduğundan enerjilerinin dar bir alan içinde demetlenmesi olanak dışıdır. Buna karşılık su içinde dağılma ve yutulma tehlikeleri azdır ve derin denizlerin iskandilinde tercih edilirler. Frekansı 16 KHz ile 10 GHz arasındaki seslereultra ses denir. 10 MHz frekans değerine kadar, sesin yayılmasında hiç bir dispersiyon olayı ortaya çıkmaz.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Dolayısıyla bu frekanslar için sesin yayılma hızı yeter derecede sabittir. Ultra seslerin dalga boyları küçük olduğundan ( λ = V / f ) bunların dar bir alan içinde demetlenmesi ve yöneltilmesi mümkündür. Demetlenmiş bir ultra ses, şekilde görüldüğü gibi koni şeklinde hacimsel bir yüzey içinde yayılır. Ultra seslerin iyi demetlenme ve yöneltilme özelliğine karşın, su içinde fazla miktarda yutulduklarından enerjilerini önemli oranda kaybederler. Bu nedenle derin sularda kullanılmazlar; fakat sığ sularda incelikli bir iskandile olanak sağlarlar. Fazla eğimli zeminlerde ise, yansıma dolayısıyla, enerjilerinin önemli bir kısmı alıcıya ulaşamaz.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Ses enerjisinin yöneltilmesi, frekanstan başka ses üretecinin karakteristiğine, başka bir deyişle su ile temas eden gönderici diyaframın biçimine ve büyüklüğüne bağlıdır. Daire şeklindeki bir diyafram için ses konisinin α/2 tepe açısı, eşitliğinden hesaplanır. Burada, V :sesin su içindeki hız (m/s) λ :sesin dalga boyu (m) D:diyafram çapı f : sesin frekansı (1/s) anlamındadır.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Uygun bir yöneltme diyaframının çapı, göndereceği sesin dalga boyunun 8 ile 10 katı olması gerektiğinden, sonik frekanslı aletlerin transdüseri (alıcı-verici aygıtı) çok büyük olur. Bu nedenle de kullanışlı değillerdir. Sonik frekanslı sesler basit veya mekanik üreteçlerle elde edilmelerine karşılık, ultra sesler için magnetostriktif veya piezoelektrik ilkesine göre çalışan modern ses üreteçleri kullanılır.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Soru: Akustik iskandil için 16 mm çaplı daire kesitli bir diyaframdan, frekansı 12 Mhz, hızı 1510 m/s olan ses dalgaları gönderiliyor. Gönderilen sesin dalga boyunu ve ses konisinin tepe açısını bulunuz.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Akustik İskandil Aletleri • Akustik iskandil aletleri genellikle, gönderici - alıcı ünitesi ile kontrol - kayıt ünitesi olmak üzere iki ana üniteden oluşur. • 1. Gönderici - Alıcı Ünite (Transdüser) • Su içinde bulunan bu ünite, gönderici ve alıcı olarak çalışan aynı özellikte iki ses üretecinden oluşur. Üreteçler, amaca göre ya bir koruyucu içinde yan yana bulunur ya da hidrografi taşıtının sağ ve sol karinasında ayrı yerlere tespit edilir. Gönderici durumundaki ses üreteci (transmitter), suya belirli frekanslarla ses impulsları verir. Dalgalar halinde yayılan ve sualtı tabanından yansıyarak geri dönen impulslar alıcı durumundaki üreteç tarafından tespit edilir.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • 2. Kontrol - Kayıt Ünitesi (Ekograf) • Suya verilen ses impulsları ile geri dönen ve belirli oranda kuvvetlendirilen impulsların karşılaştırılması kontrol ünitesinde yapılır. Bu karşılaştırma sonucu impulsların t seyir süresi elektronik olarak saptanır. Kontrol ünitesi belli bir ses hızı değerine ayarlanmış olduğundan sonuç, H=t*V/2 ifadesine uygun olarak ya bir ışıklı göstergeye aktarılır, ya da mekanik enerjiye dönüştürülerek kayıt ünitesinde bulunan çizici bir uca iletilir. Çizici uç, kontrol ünitesinin elektriksel uyarılarına göre özel kayıt kağıdı üzerine belirli bir ölçekte derinlikleri işaretler. Kayıt kağıdı belirli bir hızda hareket ettirilebildiğinden, ünitelerin sürekli çalıştırılması ve hidrografi taşıtının hareketli olması durumunda, sualtı tabanının sürekli bir profili (grafiği) elde edilir. Hidrografi gemilerinde genellikle gönderici - alıcı ünite karinaya, kontrol kayıt ünitesi de ölçme odasına sabit olarak monte edilir.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Kayıt Kâğıtları • Aletin yapısına göre 180 - 210 mm genişliğinde ve özel yapısı olan rulo halinde kayıt kâğıtları kullanılır. Derinlik kayıtları 1946 yılına kadar mürekkepli çizici bir uç ile yapılır, daha sonraları elektrik akımı ile kararan grafit karışımlı özel karbon kâğıtlar kullanılmaya başlanır. Sürekli derinlik işaretlemesine olanak sağlamak için kayıt kâğıdı, iki makara arasında belirli ve bilinen bir hızla hareket eder. Bazı aletlerde bulunan ve eşit zaman aralıklarında kâğıt üzerine boydan boya düşey bir çizgi çizdiren otomatik zaman sayaçları yardımıyla, kâğıdın ilerleme hızı kontrol edilebilir. • Akustik iskandil aletlerinde derinlikler sürekli olarak kaydedildiğinden, yatay düzlemdeki konumu ölçülen iskandil noktaları, kayıt ünitesindeki bir düğme yardımıyla kâğıt üzerine düşey bir çizgi ile işaretlenir.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Akustik İskandilin Uygulanması • Aletin Yerleştirilmesi • Akustik iskandil aletinin gönderici - alıcı ünitesi daima su içinde bulunur. Hidrografi botlarında kullanılan akustik iskandil aletlerinin gönderici ve alıcı üreteçleri genellikle yan yana getirilerek tek bir ünite (transdüser) içinde toplanmıştır. Transdüser, bir askı borusu yardımıyla botun kenarından ya da önünden suya indirilerek 0.75 - 1.50 m derinliğe düşey konumda yerleştirilir. Kontrol - kayıt ünitesi, botun içinde herhangi bir yere yerleştirilebilir. • Hidrografi gemilerinde genellikle sabit konumlu akustik aletler kullanılır ve bunlarda gönderici ve alıcı ses üreteçleri birbirinden ayrı yerlere, özellikle geminin sol ve sağ karinasına sağlam biçimde tesbit edilir. Kontrol - kayıt ünitesi ise ölçme kamarasında bulunur. Ünitelerin birbirleriyle ve enerji kaynağı ile bağlantıları özel kablolar yardımıyla sağlanır.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Aletin Kontrolü ve Düzenlenmesi • Akustik iskandil aletlerinin genel kontrolü, çoğunlukla derinliği ve içindeki suyun yoğunluğu bilinen havuzlarda yapılır. Bunun dışında, alet her çalışma ortamında kontrol edilir ve gerekirse ortamdaki fiziksel koşullara uygun olarak düzenlenir. Çünkü aletin kalibre edildiği ses hızı ile, çalışılan ortamdaki koşullara uygun ses hızı arasında önemli ayrıcalıklar bulunabilir. Akustik aletlerin arazide kontrol ve düzenlenmesi için iki yöntem kullanılabilir. • a) Teorik Yöntem: • Akustik iskandil aletleri genellikle belirli bir ses hızı değerine (örneğin 1500 m/s ) kalibre edilmişlerdir. Teorik yöntemde, çalışılan ortamdaki suyun fiziksel verileri saptanarak ortam için geçerli ses hızı bulunur ve alet bu ses hızı değerlerine ayarlanır. Ancak çalışma ortamının her yerinde aynı fiziksel koşullar olamayacağından, bu hız ortamın değişik yerlerinde ölçülen sıcaklık, tuzluluk ve derinlik değerlerine göre bulunmuş ortalama bir ses hızı değeridir. Bu yöntem su ortamının çeşitli yerlerinde sıcaklığın ve tuzluluğun ölçülmesini gerektirdiğinden masraflı ve zaman alıcıdır. Ayrıca her akustik iskandil aletinde ses hızı düzenlemesi olanaklı değildir. Bu tip aletlerle yapılan ölçmelerden elde edilen değerlere hız düzeltmesi uygulanır.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Pratik Yöntem: • Akustik aletler, ip ya da tel iskandil ile kontrol edilir. Bunun için ip veya tel ucuna bağlanmış yatay konumlu metal bir plakadan yararlanılır ya da sualtı tabanının düz olduğu tahmin edilen yerlerde kontrol ölçmeleri yapılır. Gönderici - alıcı ünitenin tam altına 5,10,15,.. m gibi bilinen derinliklere indirilen metal plakanın derinliği, bir kez de aletle ölçülerek aynı değerler okunacak biçimde aletin kayıt ünitesi düzenlenir. Pratik yöntemden doğru sonuç alınabilmesi için karşılaştırma ölçmelerinin bölgeyi temsil edecek birkaç noktada yapılması ve bu noktalarda su akıntısının olmaması gerekir. Kontrol, sualtı tabanının düz olduğu bilinen yerlerde de benzer şekilde yapılır.
BAR TESTİ Akustik iskandil aleti 1510 m/s ses hızına ayarlı iken 30 m derinliğe kadar her 2 metrede bir bar testi okumaları yapılıyor. Aşağıdaki verilere göre indeks ve ses hızı hatalarını bulunuz ve bu hatalara göre ölçümlerden sonra verilerden çıkartılması gereken değeri; bar testinin hemen sonrasında sisteme girilmesi gerekli yeni ses hızı değerini hesaplayınız.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Akustik Derinlik Ölçümüne Uygulanacak Düzeltmeler • Akustik iskandil aletinin ses üretecinden çıkan ses impulsları yaklaşık olarak koni biçiminde hacimsel bir yüzey içinde sualtı tabanına doğru yayılırlar. Sualtı tabanından yansıyarak alıcı durumundaki üniteye ulaşan impulslardan en erken gelenler, başka bir deyişle en kısa yolu kateden impulslar kayıt kâğıdı üzerinde ilk derinlik çizimine ve daha geç dönen impulslar ise çizginin kalınlaşmasına ve aşağı doğru sarkmasına neden olurlar. Bu nedenle kayıt kâğıdı üzerindeki derinlik işareti ve dolayısıyla sualtı grafiği (profili) ince bir çizgi halinde oluşmaz. Derinlik okuması özel durumlar dışında, daima grafiğin üst kenarından yapılır. Sualtı tabanının düz veya engebeli olmasına göre derinlik ölçülerinin değerlendirilmesi farklıdır.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ 1. Sualtı Tabanı Düz Kayıt kâğıdından okunan derinlik, eşitliğine uygundur. H' değeri, ses konisi ekseninin düşey konumda olduğu kabulüyle, gönderici - alıcı ünitenin alt yüzeyinden sualtı tabanına kadar olan düşey uzaklıktır. İskandil yapılan noktadaki su derinliğini bulabilmek için, gönderici - alıcı ünitenin su içindeki derinliğini eklemek gerekir. Bu durumda derinlik; H=H' + a olur. Uygulamada hesap işlemini azaltmak amacıyla, ölçmeye başlamadan önce kayıt kâğıdının sıfır çizgisi "a" değeri kadar ötelenmek suretiyle bütün derinliklere otomatik olarak eklenir.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • 2. Sualtı Tabanı Eğimli • Sualtı tabanı eğimli ise, en kısa yolu kateden impulslar şekilde görüldüğü gibi eğimin üst kısmına isabet eden ses konisinin kenar impulsları olacaktır. Bu durumda kayıt kâğıdındaki grafiğin üst kenarında okunan geçici derinlik; • dır. İskandil yapılan noktadaki su derinliğini bulmak için a değerinin ve dHe eğim düzeltmesinin dikkate alınması gerekir. Bu durumda kesin derinlik; • H=H" + a + dHe • eşitliği ile hesaplanır.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Transdüserlerin karakteristikleri bilindiğinden ses konisinin tepe açısı α bellidir ya da hesaplanabilir. Ses konisi içindeki sualtı tabanının eğimi β sabit kabul edilerek dHe eğim düzeltmesi için, şekildeki BB"A' üçgeninden, • dHe=BB" tan β -B'B" • yazılabilir. Ayrıca B'B" = H" - AB" olduğundan, ABB" üçgeninde, yazılabilir ve bu değerler yukarıda yerlerine konulursa,
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Akustik iskandilde eğim düzeltmesinin alınmaması, özellikle eğimli sualtı tabanındaki ölçmeler için büyük bir hata kaynağı olur. Sualtı tabanının eğimi, kayıt kağıdı üzerindeki profilden belirli bir yaklaşıklıkla saptanabildiğinden, eğim düzeltmesi hesabı kesin sonuç vermez. Ses dalgalarının yaklaşık koni şeklinde hacimsel bir yüzey içinde yayıldığı için, özellikle engebeli sualtı tabanları için kayıt kağıdı üzerindeki profil (eko grafiği) botun ilerleme doğrultusundaki düşey profili temsil etmez. Bu nedenle "dHe" eğim düzeltmesi değerini küçültmek ve ihmal edilebilir bir sınıra yaklaştırmak için, yüksek frekanslı yani ses konisinin tepe açısı 2o den küçük aletler geliştirilmiştir. Ayrıca yüksek frekansların neden olduğu sakıncaları ortadan kaldırmak ve eko grafiklerinin daha kolay yorumlanmasına olanak sağlamak vb. amaçlar için, aynı anda biri alçak frekanslı diğeri yüksek frekanslı ses gönderen modern akustik aletler geliştirilmiştir.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Aynı Anda İki Değişik Frekanslı Ses İle İskandil • Tek frekanslı akustik iskandil aletleri ile yapılan derinlik ölçmelerinde ses konisinin tepe açısı belirli bir sınıra kadar küçültülebildiğinden,özellikle eğimli sualtı tabanları için ölçmelere eğim düzeltmesi uygulansa bile, yaklaşık bir sonuç elde ediliyordu. Eğim düzeltmesi hesabını ortadan kaldırmak amacıyla, aynı anda iki değişik frekansla ölçme yapan çift transdüserli akustik aletler geliştirilmiştir. Trandüserlerden biri, ses konisinin tepe açısı çok küçük (α/2<3o) olan yüksek frekanslı ses dalgaları, diğeri ise (α /2>30o) olan alçak frekanslı ses dalgaları göndermekte ve her iki ünite aynı bir kontrol - kayıt ünitesine bağlanmaktadır.
MODERN DERİNLİK ÖLÇME YÖNTEMLERİ • Bu düzende yapılmış bir akustik iskandil aleti çalıştırıldığında bir iskandil noktası için kayıt kağıdı üzerinde ayrı iki derinlik işareti görülür. Eğer hidrografi botu hareket halinde ise, eğimli sualtı tabanı için kâğıt üzerinde alt alta iki zemin profili oluşur. Yüksek frekanslı (küçük tepe açılı) ses dalgalarının oluşturduğu profil çizgisi dar ve koyu tonda, alçak frekanslı ses dalgalarınınki ise açık tonda geniş bir profil bandı biçiminde oluşur. Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi profil bandlarının üst sınırları, teorik olarak ses konilerine ait en kısa yolu kateden impulsların neden olduğu çizimlerdir yani H1" ve H2" derinlikleridir. İskandil yapılan noktadaki H' derinliği, şekildeki geometrik bağıntılardan
yazılabilir. Burada, t1 : Açık tondaki grafiğin üst kenarından okunan derinlik, t2 : Koyu tondaki grafiğin üst kenarından okunan derinlik, 1 : Alçak frekanslı transdüserin karakteristiği (tepe açısı), 2 : Yüksek frekanslı transdüserin tepe açısıdır.
Akustik İskandilde Hata Kaynakları • Su Ortamından Kaynaklanan Hatalar • a) Hız Hatası • Akustik iskandil aletlerinin kontrol - kayıt ünitesi genellikle belirli bir ses hızı (V0 ) değerine ayarlandığından, çalışılan ortamdaki fiziksel koşulların gerektirdiği ses hızının V0 değerinden farklı olması halinde, kayıt kâğıdından okunan derinlikler dHv kadar hatalı olur. Aletin ayarlanmış olduğu V0 ses hızına göre ölçülmüş geçici derinlik H0' ile gösterilirse;
