HİDROGRAFİ VE OŞİNOGRAFİ (DERS) 1. HAFTA Prof. Dr. Hüseyin TUR

GİRİŞ Yeryüzündeki doğal kaynakların sınırlı olması günümüz toplumlarını bu kaynakları aramada yeni alanlara yöneltmiştir. Günümüzdeki teknolojik gelişmeye koşut olarak deniz kaynaklarının araştırılması, bu kaynakların yerlerinin daha verimli şekilde belirlenmesi deniz haritacılığının önem ve güncelliğini her geçen gün daha da artırmaktadır. Hızla gelişen teknolojik düzey ve deniz haritacılığındaki bilgi birikimi ülkeleri, sınırları okyanus ortalarına kadar genişleyen deniz kaynaklarından her geçen gün daha fazla yararlanmaya zorlamaktadır. Deniz haritacılığı “ Deniz yatağının yapısını ve doğasını belirlemek için gerekli parametreleri bulma ve ölçme bilimi “ olarak tanımlanan çok yönlü bir uğraş alanıdır. Doğal olarak bu tanıma denizin kara ile olan ilişkisi de girmektedir. Sularla kaplı bölgelerden en verimli biçimde yararlanmak için bu bölgelerin dip topografyasının güncel olarak bilinmesi gereklidir.

Yeryüzünde var olan canlıların yaşamını devam ettirebilmesi için suyu kullanmak ve kontrol altına almak gerekliliği insanların tarihin başlangıcından bu yana ilgisini çekmiştir. İnsanlar suyun özelliklerini tanımaya, hareketini yöneten kanunları belirlemeye, yaratabileceği tehlikeleri önlemeye ve sudan en iyi şekilde yararlanmaya çalışmışlardır. Suyun hareketini inceleyen bilime hidromekanik, bu bilimin teknikteki uygulamasına hidrolik dendiğini biliyoruz. Hidroloji ise suyun yerküresindeki dağılımını ve özelliklerini inceler. Hidrografi denizlerin derinliğini, denizlerdeki akıntıların yönünü, şiddetini konu edinen bilim dalıdır. Yeryüzündeki suların, özellikle seyir haritalarının oluşturulmasına yönelik olarak incelenmesini konu edinir. Bu tanımı ile hidrografi diğer birçok bilim dalı ile ilişki içindedir. Disiplinler arası bir niteliği olan Hidrografi; Hidroloji, Matematik, Fizik, Kimya gibi bilimlerle çok yakın ilişkilidir. Hidrografi ve oşinografi ile diğer bilimler arasındaki sınırları kesin olarak çizmek güçtür. Ancak atmosferdeki su ile daha çok meteorolojinin, akarsular, göller, denizlerdeki su ve yer altı suları ile Jeofizik ve Jeolojinin ortak konusu haline gelmiştir. Öncelikle aşağıdaki tanımlamaları yapmak yerinde olacaktır.

Hidrografi : Denizlerin derinliğini, denizlerdeki akıntıların yönünü, şiddetini konu edinen bilim dalıdır. Yeryüzündeki suların, özellikle araştırma ve seyir haritalarının oluşturulmasına yönelik olarak incelenmesini konu edinir. Oşinografi : Okyanus bilim ya da deniz bilim olarak da adlandırılır. Yeryüzündeki okyanus ve denizlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin, içerdikleri bitki ve hayvan topluluklarının ve jeolojik yapılanmaları ile kökenlerinin incelenmesini konu edinen bilim dalıdır. Fiziksel, dinamik, kimyasal, biyolojik ve jeolojik oşinografiden söz edilebilir. Modern oşinografi bütün bu değişik dalların bileşiminden oluşmaktadır. Hidroloji : Subilimi olarak da bilinir. Yeryüzündeki ya da yeraltı su örtüsünü inceleyen bilim dalıdır. Sukürenin (hidrosfer) gelişimi, dağılımı, bileşimi, su dolaşımı (hidrolik çevrim) yoluyla atmosfer ile yeryüzü arasındaki dolaşımı, doğal çevreyle ve insanla çevresel ve ekolojik etkileşimin incelenmesi temel ilgi alanını oluşturur.

HİDROGRAFİ İLE İLİŞKİLİ DİĞER BİLİM DALLARI

II. Dünya Savaşından itibaren deniz ve sualtı tabanına olan ilgi artar II. Dünya Savaşından itibaren deniz ve sualtı tabanına olan ilgi artar. Deniz altındaki zengin petrol ve gaz yatakları büyük endüstri yatırımlarını gerektirir. Deniz ötesi mühendislik teknolojilerinde ve gemicilik sanayisinde büyük gelişmeler olur. Günümüzde inşa edilen limanlar, eski limanlarla karşılaştırılınca, mühendislerin başarıları görülür. Deniz ölçme ve veri değerlendirme çalışmalarında her şeyden önce güdülen gayenin ne olduğunun iyi anlaşılması gereklidir.

HİDROGRAFİK ÖLÇÜMLERİN NEDENLERİ Denizaltındaki zengin petrol ve gaz yatakları Büyük endüstri yatırımları Deniz ötesi mühendislik teknolojilerindeki gelişmeler Gemicilik sanayisindeki gelişmeler Kıyı ötesi sondaj ve Liman inşaatı Diğer sanayi etkinlikleri Limanların korunması için tarama, mineral iyileştirmesi, sudan arazi kazanma Kıyı koruma mühendisliği Deniz kazaları Temiz su ihtiyacının karşılanması için deniz suyunun tuzunun giderilmesi Deniz suyundan mineral ve kimyasal maddelerin ayıklanması Plaj ve marina gibi tesislerin kurulması Gemi taşımacılığı için geçit düzenlenmesi, haberleşmenin geliştirilmesi, denizaltı kablo ve sualtı boru hatları Balıkçılık endüstrisinin geliştirilmesi Sığ sularda büyük gemilerin girebileceği limanların yapımı Limanların karayolu ve demiryolu ile bağlantıları 150 km açıkta şiddetli fırtınalara ve 20 metrelik dalgalara dayanan Sondaj platformları inşaatı Açık denizde tanker terminalleri Petrol yatağı ile kıyı arasındaki boru hattı ve platform inşaatı HİDROGRAFİK ÖLÇÜMLERİN NEDENLERİ

GİRİŞ

Deniz suyunun çürütücü özelliği, Akıntıların kuvveti, Gelgitler, Bu etkinliklerin gerçekleştirilmesinde mühendislerin ve ölçmecilerin yeri tartışılmaz. Deniz ile ilgili çalışmalarda mühendislerin mücadele etmelerini gerektiren etkenler: Bu güçlüklerle mücadele edebilmek için, bunların ölçülmesi, belirlenmesi gerekir. Deniz suyunun çürütücü özelliği, Akıntıların kuvveti, Gelgitler, Fırtınalar, Deniz altındaki yüksek basınç.

TARİHÇE XII. yüzyılda Araplar tarafından icat edilen pusulanın denizciler tarafından kullanılmaya başlanması, insanoğlu için bir bilinmeyen olan denizler hakkında bilgi edinmek açısından bir dönüm noktası olmuştur. İnsanoğlunun denizlere açılması, denizlere ait verilerin çoğalmasına, bu da denizin öneminin artmasına neden olmuştur. Bu alanda ilk önemli bilgiler XV. yüzyılın başında Kristof Kolomb, Vasco da Gamma ve Macellan gibi ünlü denizcilerin seyahatleri sırasında topladıkları bilgiler ve çizdikleri basit krokilerdir. İlk deniz haritaları XIII.yüzyılda İtalya kıyılarında yapılmış “Portolane= Pusula Haritası” adı ile bilinen haritalardır.

Portolane= Pusula Haritası (Piri Reis)

Zamanın olanaklarına göre “Doğrultu ve Uzaklık ölçmesi” ilkesine göre yapılmış Portolaneler uzun süre kullanılmışlardır. Portolane haritalarında bazı sığlıklar dışında su derinlikleri gösterilmediği halde zamanın denizcileri için çok önemli birer deniz kılavuzu olmuşlardır. XVI. yüzyılın başlarında Piri Reis tarafından yapılmış deniz haritaları, geliştirilmiş Portolaneler için güzel bir örnek olarak gösterilebilirler. Pratik kullanım amaçlı hazırlanan bu haritalarda limanlar ve kıyılara ait ayrıntılı bilgi bulunması yanında, su altı zemini için hiçbir bilgi bulunmamaktaydı. Karaya yakın derinliklerin XVIII. yüzyılda ölçülebilmesine rağmen, büyük derinliklerin ölçülebilmesi için XIX. yüzyılın ortasına, Brooke'un "ağırlık atarak iskandil" yöntemini uygulamasına kadar beklemek zorunda kalınmıştır.

Gerhart Kremer (bilinen adıyla Mercator), 1659 yılında projeksiyon yöntemiyle yapılan ilk deniz haritasını gerçekleştirmiştir. XVII. yüzyıla kadar yapılan haritaların esas amacı, kıyıya yakın denizlerde gemi ulaştırmacılığının güvenirliliğini sağlamak olmuştur. Bu haritalar genellikle özel kurum veya kişiler tarafından yapılmıştır. Fransızlar 1720 yılında Paris'te bir Deniz Harita Bürosu kurarak resmi anlamda harita yapımına başlamışlardır. XIX. yüzyıldan itibaren deniz ticaretinin ve hidrografik araştırmaların önem kazanmaya başlaması ile hemen hemen her denizci ülkede, özellikle denizcilikte ilerlemiş ülkelerde Hidrografi Büroları veya Şubeleri kurulmuştur. Bunlar arasında Amerikan, İngiliz, Fransız ve Alman Hidrografi dairelerinin, hidrografi ve deniz bilimlerinin (oşinografı) gelişmesine önemli katkıları olmuştur. Deniz haritalarının büyük bir çoğunluğu Amerikan ve İngiliz Hidrografi dairelerince yapılmıştır.

XIX. yüzyıldan itibaren Hidrografik ve Oşinoğrafik araştırma seyahatleri de büyük önem kazanmıştır. Bu deniz seyahatleri içinde en önemlisi İngilizler tarafından gerçekleştirilen ve 1872- 1876 yılları arasında yapılan "Challenger" seferidir. Bilim adamları ve tecrübeli denizcilerin katıldığı bu deniz seferinde, Atlas Okyanusu, Büyük Okyanus ve Güney denizleri dolaşılarak oşinoğrafik ve hidrografik önemli bilgiler toplanmış, ayrıca konum ve derinlik ölçmeleri için yeni yöntemler ve aletler geliştirilmiştir. XX. yüzyılda dünya deniz ticaretinin hızla gelişmesi hidrografik deniz haritalarına duyulan gereksinmeyi arttırmış ayrıca sualtı zenginliklerinin (maden ve enerji hammaddelerinin) araştırılması, işletilmesi ve diğer teknik hizmetler için büyük ölçekli hidrografik harita gereksinmeleri "Hidrografik Ölçmeler“ ‘in gelişmesinin zorunlu nedenleri olmuştur.

Seyir Hidrografi ve Oşinografi Dairesi Deniz haritacılığı, hidrografi, seyir ve oşinografi konularında askeri, iktisadi ve bilimsel çalışmalar yürüten, Deniz Kuvvetleri Komutanlığı’na bağlı bir kuruluştur. 19. y.y. Başlarında Osmanlı Devleti’nin denizlerde ölçüm yapacak ve harita çizecek herhangi bir kuruluşu yoktu. Karadeniz’deki Osmanlı kıyılarına ait ilk haritaların çizimi, hükümetin izni ve bazı Osmanlı gemilerinin katılımıyla 1823-1848 yılları arasında Ruslar tarafından yapılmıştır. Modern kabul edilen ilk Türk Deniz Haritası 1840 yılında Mektebi Bahriye Matbaasında basılmıştır. Karadeniz'in bir kısmını kapsayan bu harita, bugün Deniz Müzesi'ndedir. Bu dönem içinde İngilizlere de Marmara ve Ege denizi ile Akdeniz’de ölçümler yapma konusunda izin verilmiştir. 1881’den sonra, deniz haritalarının çizimi konusunda İngiltere’de eğitim görmüş bir subay denetiminde Mektebi Bahriye Matbaasında deniz haritaları basılmaya başlanmıştır.

Resmi anlamda ilk hidrografi organizasyonu 1909 yılında deniz mesahaları ve seyir bürosu adı altında kurulmuş ve bahriye bakanlığına bağlanmıştır. İki yıl sonra 1911'de büro yeniden organize edilerek seyir ve deniz haritaları bürosu adı ile nispeten daha bağımsız bir statüye kavuşmuştur. Büro 1928 sonlarında şimdiki adı Harita Genel Komutanlığı olan Harita Genel Müdürlüğüne bağlanmış ve onun Deniz Haritaları Şubesini oluşturmuştur. 1950 yılında Seyir ve Hidrografi Dairesi adı altında tekrar Deniz Kuvvetleri Komutanlığına bağlanarak Kasımpaşa/Haliç'e nakledilmiş, çalışmaları geliştirilerek, modern deniz harbi ile ilgili konulara daha çok önem verilmeye başlanmıştır. 1956'da daire bugün bulunduğu, Çubuklu'daki yerine taşınmıştır. Dairenin adı 1972 yılında Seyir, Hidrografi ve Oşinografi Dairesi Başkanlığı olarak değiştirilmiştir.

Deniz haritaları, topografik haritaların denize uyarlanmış halidir Deniz haritaları, topografik haritaların denize uyarlanmış halidir. Deniz tabanı, gözle görülmediğinden ve anlaşılması güç bir yapıya sahip olduğundan deniz haritalarını kullananlar, hidrografların yaptığı çalışmalara tamamen güvenmek zorundadırlar.

HİDROGRAFİNİN YÖNTEMLERİ

1. Ölçmeler: Bütün çalışmalarda ilk adım gerekli doğal verilerin toplanması için ölçmeler yapılmasıdır (yağış, buharlaşma akım ölçümleri, derinlik ve batımetri ölçümleri gibi) Hidrolojik olayları laboratuarda benzeştirmek bu gün için mümkün olmadığından ölçmelerin doğrudan doğruya tabiatta yapılması gerekmektedir. Bunu için yeter sıklıkta bir ölçme ağının kurulması ve bu ağdaki istasyonların yeterli prezisyonu olan araçlarla donatılması ve bu ölçeklerin özenli bir şekilde okunup değerlendirilmesi gerekir. Hidrolojik veriler gerek zamanla gerekse yerden yere çok değiştikleri için ölçmelerin sık noktalarda ve sürekli olarak yapılması gerekmektedir. Son yıllarda hidrolojik ölçmelerde prezisyonu artıran araçlar kullanılmaktadır, bu arada nükleer tekniklerin kullanılması gittikçe yaygınlaşmaktadır. 2. Verilerin İşlenmesi: Ölçmeler sonunda elde edilen bilgiler çok sayıda ve dağınıktır. Bu verilerin insan eliyle kaydedilmesi yerine son zamanlarda gelişen teknik ve ölçüm cihazları sayesinde bilgisayarlar ile dijital olarak elde edilmesi sağlanmıştır. Bu kayıtları en iyi şekilde yararlanabilecek hale getirmek gerekir. Bu iş için günümüzde ileri bilgi ilem yöntemleri kullanılmakta değerlendirme ve yorumlamalar bilgisayarlarda yapılabilmektedir.

Hidrografik ölçmeleri klasik ölçmelerden ayıran özellikler? Hidrografik haritaların yapımında klasik harita ölçmelerine göre bazı yöntem benzerlikleri varsa da çalışma ortamının sularla örtülü olması nedeniyle yöntemlerin uygulanma biçimi ve aletler yönünden önemli ayrıcalıklar vardır. 1.Çalışma ortamının su olması nedeniyle oluşturulan jeodezik ağ harita alanını tamamen kapsamaz ve genellikle kıyıda tesis edilir. 2. Sualtı tabanına ilişkin ölçmeler, su üzerindeki bir taşıttan yapılır. 3. Derinlik ve konum belirleme ölçmeleri birbirinden bağımsız olarak sürdürülür. Sualtı tabanını doğrudan görülemediği için ölçmeler önceden saptanan bir doğrultuda ve belirli aralıklarla yapılır. 4. Hidrografide "iskandil" adı verilen derinlik ölçmeleri, nivelmanla eş anlamlı olmasına karşın, burada uygulanan yöntemler ve aletler tamamen farklıdır.

3. Matematik Modeller Kurulması: Bütün hidrolojik verileri ölçerek elde etmek ekonomik olmayacağı gibi birçok hallerde mümkün de olmadığından ölçümlerin bulunmadığı yada yetersiz olduğu hallerde hidrolojik olayları yöneten kanunların belirlenmesi için bu olayların matematik modellerinin kurulması ve bunların doğruluğunun ölçme sonuçları ile karşılaştırılarak kontrol edilmesi gerekir. Fizik kanunları esas alınarak kurulan bu modeller doğadaki hidrolojik sistemlerin soyutlanmış benzeri olarak düşünülebilir. Bu modellerin kurulmasında sistem analizi yöntemleri önem kazanmaktadır. Hidrolojik modeller insanların doğada yapacakları değişikliklerin sonunda hidrolojik büyüklüklerde oluşacak değişmelerin tahmininde de kullanılır. 4. Olasılık Hesabı ve İstatistik Yöntemlerin Kullanılması: Hidrolojik olaylar değerleri zaman içinde değişen çok sayıda değişkenin etkisi altında meydana geldikleri için önceden kesinlikle belirlenemeyen bir nitelik taşırlar. Örneğin elde bulunan 30 yıllık ölçme sonuçlarını kullanarak bir akarsuda gelecek 100 yıl içinde görülecek en büyük taşkını kesin olarak belirlemek mümkün değildir. Bu bakımdan olasılık teorisi ve istatistiğin hidrolojide kullanılması büyük önem taşır. Ancak bu bilimler yardımıyla 100 yıllık taşkın debisi için tahminler yapmak mümkün olabilir. Hidrolojik olayların incelenmesinde değişkenlerin çokluğu ve aralarındaki ilişkilerin karmaşıklığı yüzünden teorik bir analiz çoğu zaman mümkün olmadığından yaklaşık yöntemler kullanmak gerekir. Bu nedenle birçok problemlerin çözümü için birden fazla yöntem kullanılabileceği görülür. Bunların arasında uygun bir seçim yapmak bilgi ve deneyimi gerektirir. Kullanılacak yöntem incelen olayın zaman ölçeğiyle de ilişkilidir.