TRKYE KIYILARINDA UZUN DNEML DENZ SEVYES DEMLER Cokun

TÜRKİYE KIYILARINDA UZUN DÖNEMLİ DENİZ SEVİYESİ DEĞİŞİMLERİ Coşkun Demir, Hasan Yıldız, Mehmet Simav ve Ayhan Cingöz Jeodezi Dairesi, Harita Genel Komutanlığı 06100, Ankara 1

SUNUŞ PLANI 1. Tarihçe 2. Türkiye Ulusal Deniz Seviyesi İzleme Sistemi (TUDES) 3. Türkiye Kıyılarında Uzun Dönemli Deniz Seviyesi Değişimleri 4. a. Deniz Seviyesi Ölçülerinin Değerlendirilmesi (TUDES) 5. b. Mareograf Yerel Nivelman Ağlarında Tekrarlı GPS ve Nivelman Ölçülerinin Değerlendirilmesi 6. 4. Sonuç ve Öneriler 2

1. TARİHÇE • Harita Genel Komutanlığı Türkiye Ulusal Düşey Kontrol (Nivelman) Ağı (TUDKA)’nın başlangıcının belirlenmesi amacıyla § 1935 yılında Antalya’da § 1936 yılında Karşıyaka/İzmir’de mareograf istasyonları kurmuştur. • 1937 yılında 3127 sayılı kanun gereğince söz konusu iki mareograf istasyonu Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü’ne devredilmiştir. 3

1936 -1983 DÖNEMİ 4

1984 -1998 DÖNEMİ 5

2. TÜRKİYE ULUSAL DENİZ SEVİYESİ İZLEME SİSTEMİ (TUDES-1998 -2005) 6

TÜRKİYE ULUSAL DENİZ SEVİYESİ İZLEME SİSTEMİ (TUDES) Türkiye Ulusal Deniz Seviyesi İzleme Sistemi (TUDES), uzun kıyılara sahip ülkemizde; § Günümüz ve gelecekteki deniz seviyesi ile ilgili ihtiyaçları karşılamak § Kıyılarımızda uzun dönemli deniz seviyesi değişimlerini izlemek amacıyla oluşturulmuştur. 7

AMAÇ TUDES kapsamında işletilen mareograf istasyonları ve yerel nivelman ağlarında gerçekleştirilen geometrik nivelman, GPS, mutlak gravite ve sabit GPS ölçüleri ile amaçlarımız; § Türkiye Ulusal Düşey Kontrol Ağı (TUDKA) datumunu iyileştirmek ve yükseklik bilgisinin doğruluğu ve güvenirliliğini artırmak, § Kıyılarımızda uzun dönemli bağıl ve mutlak deniz seviyesi ve kıyı çizgisi değişimlerini izlemek, 8

AMAÇ § Deniz seviyesi değişimlerinin kıyılarımızdaki askeri ve sivil yapılaşma ile ilgili planlamalarda dikkate alınmasını sağlamak, § Akdeniz-Karadeniz ortalama deniz seviyesi arasındaki farkı doğru olarak belirlemek, § Türkiye Jeoidini test etmek ve doğruluğunu artırmak, § Tüm yüksekliklerin aynı datuma bağlı olarak elde edilmesi amacıyla Anadolu, Trakya, KKTC ve diğer Türk adalarının düşey datumlarını birleştirmektir. 9

Deniz Seviyesi Ölçülerinin Diğer Kullanım Alanları Deniz seviyesi ölçüleri deniz ve yer bilimlerinde (hidroloji, oşinografi, jeofizik, jeodinamik, jeodezi vb. ) kullanılan önemli bir bilimsel veri olup, § Düşey yerkabuğu hareketlerinin izlenmesinde, § Uydu altimetre ölçülerinin kalibrasyonunda, § Okyanus dolaşımı tahminleri için gerekli olan deniz yüzeyi eğiminin belirlenmesinde, 10

Deniz Seviyesi Ölçülerinin Diğer Kullanım Alanları § Deniz sınırlarını ilgilendiren yasal durumlarda (Kara Suları Sınırı, İç Su Sınırı, Uluslar arası sular vb. ) § Kıyı mühendisliği tasarımında (Askeri ve sivil limanların tasarımı) § Gel-git tabloları üretiminde, § Deniz fırtına-gelgit uyarı ve tahmin modellerinin geliştirilmesinde, § Deniz seyrüseferlerinde, § Deniz trafiğinin kontrolü ve trafik rehberliği ile gemi enkazlarının kontrolü gibi çalışmalarda kullanılmaktadır. 11

TUDES’İN GENEL ÇALIŞMA YAPISI 13

TRABZON-II SAYISAL VE OTOMATİK MAREOGRAF İSTASYONU 14

İSKENDERUN SAYISAL VE OTOMATİK MAREOGRAF İSTASYONU 15

METEOROLOJİK PARAMETRELER 16

TUDES • Ölçme aralığı deniz seviyesi ve meteorolojik parametreler için 30 saniye • Veri toplama Veri toplayıcılarda (dataloggers) 15 -dakikalık ortalama • Veri merkezine veri aktarımı telefon hatları ile haftada bir veya iki defa • Veri merkezinde düzenli olarak kalite kontrol 17

GELGİT DATUMLARI EYAGS OEYSS ODS OGB OYSS ODSS OEDSS EDAGS Deniz haritalarında düşey datum olarak Ortalama En Düşük Su Seviyesi (OEDSS) kullanılmaktadır. 18

3. TÜRKİYE KIYILARINDA UZUN DÖNEMLİ DENİZ SEVİYESİ DEĞİŞİMLERİ Global deniz seviyesinin geçen yüzyılda 10 -20 cm yükseldiği ve bu yükselişin büyük bir kısmının global ısınmadan kaynaklandığı değerlendirilmekte ve 2100 yılında 40 -60 cm daha yükseleceği tahmin edilmektedir (IPCC, 1995). Bu tahminlerin gerçekleşmesi durumunda kıyı bölgelerindeki sivil ve askeri yerleşim ve tarımsal alanların bir kısmının sular altında kalması ve bunun da önemli ekonomik ve sosyal sorunlar yaratması söz konusudur. 19

Uzun Dönemli Deniz Seviyesi Ölçüleri Analiz Durumu 20

DENİZ SEVİYESİ ÖLÇÜLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ (TUDES) Uzun dönemli deniz seviyesi değişimlerinin belirlenmesinde genellikle aylık ortalama deniz seviyesi değerleri kullanılır. Kalite kontrolden geçirilmiş saatlik deniz seviyesi ölçülerinden 119 noktalı alçak frekans filtresi kullanılarak günlük, günlük değerlerin ortalaması ile aylık ortalamalar elde edilmiştir. Deniz seviyesi ölçülerinin kalite kontrolü SLPR 2 yazılımı (Hawaii Üniversitesi Deniz Seviyesi Merkezi) ile yapılmıştır. 21

PERİYODİK DENİZ SEVİYESİ DEĞİŞİMLERİ §Aylık deniz seviyesi ölçülerinde gelgit, meteorolojik, oşinografik ve hidrolojik nedenlerden kaynaklanan mevsimsel, 1 -10 yıl ve daha uzun ölçekte periyodik etkiler bulunmaktadır. § Deniz seviyesindeki uzun dönemli doğrusal değişimleri yüksek doğrulukla belirlemek için söz konusu periyodik etkilerin uygun şekilde modellenmesi gerekmektedir. §Aylık deniz seviyesi ölçülerindeki periyodik etkiler spektral analizle belirlenmiştir. 22

23

24

25

26

27

DENİZ SEVİYESİ DEĞİŞİMLERİ n ODS ( t i ) = Z 0 + a. t i + å A j. Cos ( w j. t i - f j ) j =1 • Spektral analiz sonucunda istatistiksel olarak anlamlı bulunan frekanslar harmonik analizde bilinen olarak alınmış ve ODS, deniz seviyesi trendi ve harmonik bileşenlerin katsayıları En Küçük Karelerle Yöntemi (EKKY) ile hesaplanmıştır. • Uyuşumsuz aylık ortalama değerleri tespit edebilmek için 1 - = 0. 90 istatiksel güven düzeyinde Pope test yöntemi uygulanmıştır. • Her bir gelgit bileşeni katsayısı t testi kullanılarak 1 - = 90% güven aralığında anlamlılık testine tabi tutulmuştur. 28

Mareograf İstasyonları Göreli Deniz Seviyesi Değişimleri 29

Mareograf İstasyonları Göreli Deniz Seviyesi Değişimleri 30

Mareograf İstasyonları Göreli Deniz Seviyesi Değişimleri 31

Mareograf İstasyonları Göreli Deniz Seviyesi Değişimleri 32

TÜRKİYE KIYILARINDA ORTALAMA DENİZ SEVİYESİ BELİRGİN OLARAK YÜKSELMEKTEDİR : ANTALYA-II (1985 -2005) : 14 cm BODRUM-II (1985 -2005) : 8 cm MENTEŞ (1985 -2005) : 7 cm ERDEK (1984 -2005) : 16 cm 33

• Dört mareograf istasyonunda da ortalama deniz seviyelerinde belirgin bir yükselme trendi görülmektedir. 34

Mareograf Yerel Nivelman Ağlarında Tekrarlı GPS ve Nivelman Ölçülerinin Değerlendirilmesi Mareograf İstasyonu Yerel Nivelman Ağı, • İstasyonlardaki düşey yer kabuğu hareketlerini belirlemek, • Deniz seviyesi ölçme sistemlerinin karadaki röper noktasına olan datum bağlantısını yapmak ve • Değişimleri periyodik olarak izlemek amacıyla 4 -6 noktalı olarak oluşturulmuş ve istasyon yakınında bulunan Mareograf-GPS noktası da bu ağa dahil edilmiştir. Yerel Nivelman Ağları Türkiye Ulusal Düşey Kontrol Ağı (TUDKA)’na bağlantı sağlayacak şekilde, en yakın en az iki TUDKA I. D. noktasını içerecek şekilde oluşturulmuştur. 35

Mareograf Yerel Nivelman Ağlarında Tekrarlı GPS ve Nivelman Ölçülerinin Değerlendirilmesi MAREOGRAF İSTASYONLARINDA GPS KAMPANYALARI (1992 -2003) Mareograf-GPS /yıl 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 2000 2001 2002 2003 Antalya-II(ANTG) - - x x x - x(2) x x Bodrum-II (BODR) - - x x x x - Erdek (ERDE) x - x - - Menteş (MENT) x x - x - x 36

GPS ÖLÇÜLERİNİN (1992 -2003) DEĞERLENDİRİLMESİ • GPS kampanyaları Uluslararası GPS Servisinin (IGS) ürünleri kullanılarak GAMIT V. 10. 1 yazılımı ile değerlendirilmiştir. • Daha sonra kampanya çözümlerini Uluslar arası Yersel Referans Sistemi (ITRF 2000)’de tanımlamak için GLOBK yazılımı kullanılmıştır. Referans sistemi tanımında, seçilen IGS noktalarının ITRF 2000 koordinat ve hızları için 1 mm zorlama uygulanmıştır. • Mar-GPS noktalarında her ölçü epoğunda elipsoid yükseklik değerleri elde edilmiş ve daha sonra bu değerlere EKKY ile doğrusal regresyon analizi uygulanmıştır. 37

MAREOGRAF-GPS NOKTALARINDA ELİPSOİD YÜKSEKLİĞİ DEĞİŞİMİ 38

39

40

41

42

ÖZET Mar-GPS Mareograf Noktasının Mutlak İstasyonu Yükseklik Değişimi (mm/yıl) Antalya-II -5. 7 ± 0. 6 Mar-RN’nın Mar-GPS’e göre rölatif yükseklik değişimi (mm/yıl) Mar-RN’nın Mutlak Yükseklik Değişimi (mm/yıl) 1. 4 0. 08 – 4. 3 ± 0. 6 Bodrum-II Düşey hareket belirlenmedi 0. 4 ± 0. 13 Düşey hareket belirlenmedi Erdek – 4. 9 ± 0. 9 Düşey hareket belirlenmedi – 4. 9 ± 0. 9 Menteş -2. 3 ± 0. 5 0. 1 ± 0. 04 -2. 2 ± 0. 5 43

SONUÇ ve ÖNERİLER 44

§ Tekrarlı GPS ve duyarlı geometrik nivelman ölçülerinin birlikte değerlendirilmesi ile Erdek, Antalya-II ve Menteş’de göreli deniz seviyesi değişimleri ile uyumlu kara çökmeleri ortaya çıkarılmıştır. § Bunun, plakaların tektonik hareketlerinden mi yoksa yer altı suyunun çekilmesi veya mareograf istasyonlarının bulunduğu karanın jeolojik yapısından kaynaklanan yerel nedenlerden mi kaynaklandığının belirlenmesinin, daha geniş bir bölgede tekrarlı GPS ve duyarlı geometrik nivelman ile Sabit GPS ölçülerinin gerçekleştirilmesi ve mareograf istasyonu çevresinin jeolojik yapısının araştırılması ile mümkün olabileceği değerlendirilmektedir. 45

• Türkiye’de bulunanan tüm mareograf istasyonu yakınına bir Sabit GPS İstasyonu kurulmalıdır (Erdek’de mevcut, Antalya ESEAS Projesi kapsamında kuruldu, Menteş TUSAGA Projesi kaspamında kuruldu. • Mareograf istasyonu yakınında ikinci epok mutlak gravite ölçüleri gerçekleştirilmelidir. 46

• ESEAS Projesi kapsamında kurulan Antalya Mar-SGPS İstasyonu 47

§ Dört mareograf istasyonunda da Antalya-II ve Erdek mareograf istasyonlarında yerel yada bölgesel düşey yer kabuğu hareketlerinden kaynaklandığı değerlendirilse de, yerel (bağıl) 4 -8 mm/yıl oranında bir deniz seviyesi yükselme trendi bulunmuştur. § Yerel deniz seviyesi değişimlerinin yerleşim alanlarında verimli toprakların, yol vb. gibi mühendislik yapıların deniz suyu altında kalmasına sebep olabileceği değerlendirilmektedir. § Bu sebeple tespit edilen bağıl seviyesi trendlerinin Türkiye kıyı alanları planlarında göz önünde bulundurulması önerilmektedir. 48

DAHA DETAYLI BİLGİ İÇİN : Yıldız, H. , Demir, C. , Gürdal, M. A. , Akabalı, O. A. , Demirkol, E. Ö. , Ayh an, M. E. , Türkoğlu, Y. , “Antalya-II, Bodrum-II, Erdek ve Menteş Mareograf İstasyonlarına ait 1984 -2002 Yılları arası Deniz Seviyesi ve Jeodezik Ölçülerin Değerlendirilmesi”, Harita Dergisi, 2003, Özel Sayı: 17, 75 sayfa. Demir, C. , Yıldız, H. , Cingöz, A. , Simav, M. , Türkiye Kıyılarında Uzun Dönemli Deniz Seviyesi Değişimleri, 13 sayfa, V. Ulusal Kıyı Mühendisliği Sempozyumu, 5 -7 Mayıs 2005, Bodrum. 49