İstanbul Boğazı Sualtı Ortam Gürültüsünün İncelenmesi Ve Modellenmesi

Abstract

Sualtı ortam gürültüsü, çeşitli kaynaklardan yayılan akustik dalgaların toplamsal olarak oluşturduğu ve genellikle yönsüz olan gürültü türüdür. Özellikle sonar sistemlerinin performansı ve deniz canlıları üzerinde doğrudan ilişkisi olan ortam gürültüsü son yıllarda birçok araştırma grubu tarafından incelenmektedir. Sualtı ortam gürültüsünün mekana, zamana ve çevresel etkilere bağlı yapısı gereği, literatürde çeşitli denizler için türetilmiş birçok ortam gürültü modeli bulunmaktadır. İstanbul Boğazı, diğer denizlere kıyasla fiziksel özellikler ve çevresel etkiler bakımından oldukça büyük farklılıklar göstermesi nedeniyle, ortam gürültüsü modeli de diğer denizlerden farklılıklar gösterecektir. Bu çalışmada sualtı ortam gürültüsünü kaydedebilmek için özgün bir sistem tasarlanmıştır. Sistem, 8 adet tüm-yönlü hidrofonun eşit aralıklarla dizilerek oluşturduğu 30 metre uzunluğunda düşey bir hidrofon dizisi, su sızdırmaz muhafaza içerisine yerleştirilmiş analog/sayısal dönüştürücü kartlar, gömülü bilgisayar, güç sistemleri ve veri iletim sistemlerinden meydana gelmektedir. Tüm sistem yaklaşık 1.5 metre çapında silindirik şamandıra içerisine yerleştirilmiş ve şamandıra belirlenen konumda dört noktadan beton bloklarla sabitlenerek sürekli veri toplayacak şekilde tasarlanmıştır. Sistemin kıyıdaki istasyon ile veri ve enerji bağlantısı, içerisinde fiber optik ve bakır teller bulunduran 500 metre sualtı kablosundan sağlanmaktadır. Prototipi üretilen sistem ile İstanbul Boğazı ve çevresinde çeşitli noktalarda ölçüm çalışmaları yapılmıştır. Toplanan veriler istatistiksel ve izgesel yöntemler kullanılarak incelenmiş ve sonuçları bu tezde tartışılmıştır. Ayrıca İstanbul Boğazı’na ilişkin gürültü haritaları oluşturmuş ve çeşitli çevresel etkiler altında ortam gürültüsünün değişimi üzerine kestirimler yapılmıştır.Underwater ambient noise, which is generally omni directional, is the sum of the acoustic signals radiated from different sources. In recent years, many rearch groups work on the ambient noise characteristics and models since it has direct effects on the sonar performance and marine animals. There are various underwater ambient models in the literature, due to its highly dependence on location, time and environmental conditions. Bosphorus has unique physical structure that makes its noise model totally different compared with the models in the literature. In this thesis, an underwater ambient noise record system is designed.The system has equally spaced and vertically located hydrophone array, which consists of 8 omni-directional hydrophones, plus ADC cards, an embedded computer, power units, data transfer boards located inside an isolated box. All the components are located in a nearly 1.5 meters diameter buoy, which is planned to be fixed its location with 4 concrete blocks. The system is designed to realize continuous 24 hours data acquisition. Data and power are transfered to the buoy over a 500 meters of underwater cable consists of fiber optic cores and copper lines. With this ambient noise acquisition system, various underwater noise data sets are collected from different locations in and around the Bosphorus. Spectral and statistical methods are used to analyse the data and results are presented. Additionally ambient noise maps of the Bosphorus are generated and the possible effects of different environmental sources are estimated.