42
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Archived Theses
İzmit Körfezi'nde tabakalaşmanın günlük değişimi
İZMİT KÖRFEZİ'NDE TABAKALAŞMANIN GÜNLÜK DEĞİŞİMİ LALEHAN CANDEMİR Bu çalışmada, İzmit körfezinin iki tabakalı yapısının, atmosferik koşullarla nasıl etkileştiği, bu koşulların tabakalaşmayı nasıl ve ne süreyle etkilediğini araştırılmıştır. Bu amaçla, körfezin kuzey doğu girişinde farklı zamanlarda şamandıralı bir sistem ile ölçülmüş olan saatlik veri setlerinden elde edilmiş oşinografik ve bölgeye en yakın hava istasyonlarından temin edilen atmosferik veriler analiz edilmiştir. Yapılmış olan çalışmalarda, bölgede normal hava koşullarında yüzey suyu tabakasının mevsimsel olarak ve günlük güneşlenmeye uygun şekilde davranışı gözlenmiştir. Yaz aylarında yüzeyde gece ile gündüz arasında daha aşağıdaki derinliklere göre sıcaklık farkları tespit edilmiştir. Ayrıca bölgede gerçekleşen şiddetli kuzeyli rüzgarların tabakalı yapının bozulma dinamikleri ve rüzgarların kesilmesi sonrasında eski yapısına geri dönüşü analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, şiddetli kuzeyli rüzgarları, ölçüm yapılan bölgede üst tabakadaki suyun körfezin dışına doğru taşınmasına ve buna bağlı olarak kuzeyde alt tabakaların yükselmesine neden olmuştur. Böylece tabakalaşma neredeyse kaybolmuş ve su kolonunda akıntı hızının arttığı tespit edilmiştir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, Marmara Denizi gibi iki tabakalı sistemlerin hidrografik yapılarının anlaşılabilmesi için yüksek frekanslı atmosferik ve oşinografik ölçümler yapılmasının önemini ortaya koymaktadır. Anahtar Kelimeler: İzmit Körfezi, tabakalaşma, sıcaklık zinciri verisi, zaman serileri, günlük değişimler, rüzgar uyarımlı karışım, Richardson sayısı
İzmit Körfezi ve Kuzeydoğu Marmara Denizi'nin fitoplankton kompozisyonunun su kalitesi değişkenleri ile birlikte incelenmesi
Bu çalışmada, fitoplankton dağılımı, tür kompozisyonu ve fitoplankton marker pigmentlerinin zamana ve mekana bağlı değişimleri ile bunları etkileyen çevresel parametreler incelenmiştir. Örneklemeler, 2015-2018 yılları arasında mevsimsel olarak 6 istasyonda yüzey suyu ve floresans maksimum derinliği olmak üzere iki derinlikte gerçekleştirilmiştir. En yüksek fitoplankton bolluk değerleri yüzey suyunda görülmüştür. Çalışma alanında 10 taksonomik sınıfta 68 cinse ait 146 tür tespit edilmiştir. Dinophyceae ve Bacillariophyceae tüm istasyonlarda gözlenen başlıca fitoplankton gruplarıdır. Çalışma süresince sırasıyla Skeletonema costatum, Leptocylindrus minimus, Prorocentrum micans, Prorocentrum scutellum ve Tripos fusus baskın diyatom ve dinoflagellat türleridir. Komünitedeki düşük diyatom/dinoflagellat oranı, sistemdeki dinoflagellat baskınlığına işaret etmektedir. Fitoplankton bolluğu ile çözünmüş oksijen, klorofil-a, sıcaklık ve secchi disk derinliği arasında anlamlı pozitif ve negatif korelasyonlar gözlenmiştir. 2018 yılının kış döneminde diyatom türü olan Leptocylindrus minimus'un aşırı üremesi tespit edilmiştir. Diyatom aşırı çoğalması gözlenen bu dönemde ortamda silikatın tükenmesinden kaynaklanan yüksek N/Si oranı tespit edilmiştir. İn-situ floresans sensörü ile elde edilen veri ile spektrofotometreyle ölçülen klorofil-a sonuçları birbiriyle uyumlu bulunmuştur. Çalışma alanındaki başlıca marker pigmentler, diyatom ve dinoflagellat türlerine özgü olan fucoxanthin ve peridinindir. Fitoplankton bolluğu ile marker pigmentleri arasında oldukça güçlü bir ilişki (p<0,001) tespit edilmiş olup ortamda gözlenen fucoxanthin ve peridinin biyokütlelerinin diyatom ve dinoflagellat türlerinden geldiği değerlendirilmiştir. TRIX indeksinin çalışma dönemi boyunca oldukça değişken olduğu tespit edilmiştir. Kış ve ilkbahar aylarında yüksek ötrofikasyon riski varlığı belirlenmiştir. Körfezin iç kesiminde örnekleme süresi boyunca üç dönemde (2015 ilkbahar, 2016 kış, 2018 sonbahar) ötrofik durum gözlenmiştir. Komünitedeki düşük diyatom/dinoflagellat oranı sistemdeki dinoflagellat baskınlığına dikkat çekmektedir.
Melamin bazlı polimerik malzemeler ile denizsuyu desalinasyon yönteminin ve açığa çıkan ürünlerin geri kazanımlarının değerlendirilmesi
Su kıtlığı, günümüzün ve geleceğimizin en önemli sorunlarından birisidir. Günümüzde su kıtlığı yaşayan birçok ülke denizsuyu desalinasyonu ile kullanma ve içme suyu ihtiyaçlarını karşılamaktadır. İstanbul gibi nüfusun ve günlük su talebinini hızla arttığı yerleşim yerlerinde su sıkıntıları zaman zaman ortaya çıkmaktadır. Bu sebeple denizsuyu desalinasyonu, su temini konusunda destekleyici olacaktır. Bu araştırma kapsamında, Marmara Denizi'nin farklı noktalarından alınan su örneklerinden ağır metal varlığına bakılacak, sonrasında deniz suyu örneklerindeki ağır metal giderimi denenecektir. Ağır metalden arındırılan su örnekleri desalinasyon (tuzsuzlaştırma) işlemine tabi tutularak, tatlı su elde edilecek, geride kalan diğer ürünlerin (tuz, metal vb.) geri kazanımları değerlendirilecek ve deşarjsız bir desalinasyon modeli üzerinde çalışılacaktır. Proje süresince, ilk aşamada Marmara Denizi'nin; Adalar Açıkları, Florya Açıkları ve Küçükçekmece Sahilinden su örnekleri alınacaktır. Alınan su örnekleri, İndüktif Olarak Eşleştirilmiş Plazma- Kütle Spektrometresi (ICP-MS) cihazı kullanılarak ağır metal varlığına bakılacaktır. Sonrasında laboratuvar ortamında sentezlenecek olan Melamin bazlı Polimerik tutucu ile su örnekleri işleme tabi tutularak, sudaki ağır metal giderimi gerçekleştirilecektir. Örnekler son olarak ICP-MS cihazında tekrardan incelenecek ve ağır metalin sudan uzaklaştırıldığından emin olunacaktır. Ağır metalden arındırılmış deniz suyu, laboratuvar ortamında damıtma yöntemiyle desalinasyon işlemine tabi tutulacak ve ortaya çıkan tatlı su, deniz tuzu ve diğer ürünlerin geri kazanımları değerlendirilecek, ortaya çıkan ürünlerin muhtemel kullanım alanları konusunda yorum ve önerilerde bulunulacaktır.
Kıyı sularında petrol kirliliği taşınımının CBS tabanlı modellenmesi
Petrol kirliliğinin etkin bir müdahale ile yönetilebilmesi için dökülen petrolün hidrodinamik koşullar altında nereye, ne zaman ve ne şekilde ulaşacağı sorularının cevaplarının bulunması gerekmektedir. Deniz ortamında meydana gelen petrol kirliliğinde yayılma, buharlaşma, emülsifikasyon, çözünme, dikey dağılım, sedimentasyon, fotooksidayon gibi mekanizmalar oluşmaktadır. Her bir mekanizma petrolün alansal yayılmasında rol oynamakla birlikte modelleme çalışmalarında genellikle buharlaşma ve emülsifikasyon gibi ilk saatlerde etkisi yüksek mekanizmalar dahil edilmektedir. Petrolün yayılma ve bozunma mekanizması çevresel faktörlere ve petrolün türüne göre değişmektedir. Çevresel faktörler arasında sıcaklık, tuzluluk, dalga yüksekliği, akıntı hızı ve yönü, rüzgar hızı ve yönü, türbülans gibi parametreler yer almaktadır. Petrole bağlı faktörler arasında ise döküntünün miktarı ve süresi, petrolün Amerikan Petrol Enstitüsü gravitesi (API gravitesi), yoğunluk ve viskozite parametreleri bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında petrol kirliliğinin bozunma süreçlerine ait denklemler belirlenerek Üç Boyutlu Hidrodinamik Taşınım ve Su Kalitesi Modeli (HYDROTAM-3D) veri sistemine entegre edilmiştir. Bozunma denklemleri buharlaşma, emülsifikasyon ve çözünme mekanizmaları için tanımlanmıştır. İzmit Körfez'nde yer alan petrol terminalleri incelenerek kapasite değerlendirmesi yapılmıştır ve HYDROTAM-3D'ye coğrafi koordinatlarına göre eklenmiştir. HYDROTAM-3D rüzgar, dalga, akıntı iklimi ve petrol kirliliği taşınımı alt modelleri İzmit Körfezi'ne uygulanmıştır. 17 farklı çevresel ve döküntü koşulu 4 farklı bölgede uygulanarak toplam 24 senaryo için İzmit Körfezi'nde modelleme çıktıları elde edilmiştir. Modelleme çalışması sonuçlarıyla, Türkiye'nin diğer kıyı sularının acil müdahale planlarına katkı sağlanması hedeflenmiştir.
Türkiye Denizleri'nde insan kaynaklı darbeli gürültülerin incelenmesi
Bu çalışmada, Türkiye Denizleri'nde insan kaynaklı faaliyetlerin denizel ve kıyısal alanlarda oluşturduğu gürültüler kabul görmüş standartlara göre incelenip muhtemel gürültü haritalarının elde edilmesi amaçlanmıştır. İnsan kaynaklı darbeli gürültüler için Deniz Stratejisi Çerçeve Direktifi Gösterge 11.1.1'e göre düşük ve orta frekanslı (10 hz -10 khz frekans bantı seviyelerinde) darbeli seslerin zaman ve mekânsal dağılımının belirlenmesi tavsiye edilir. Belirli bir alan içerisinde darbeli gürültü kaynaklarının var olduğu gün oranı ve bir takvim yılı içerisindeki dağılımı gürültünün zaman ve mekan ölçeği olarak belirlenmiştir. Çalışmamda, Türkiye Denizleri'nde darbeli gürültüye neden olan faaliyetler 2016-2020 dönemi için incelenmiştir. Bu kapsamda, Seyir, Hidrografi ve Oşinografi Dairesi Başkanlığı'ndan elde edilen veriler ile gürültünün oluşturduğu ses basınç seviyesi, şiddet ve frekans bilgilerini de içeren bir veri tabanı hazırlanmış ve Deniz Stratejisi Çerçeve Direktifi ve literatürden elde edilen bilgiler doğrultusunda QGIS yazılımına entegre edilmiştir. Elde edilen sonuçlar ile gürültü kaynakları, denizel ve kıyısal alanlarda ses basınç seviyelerine ve oluşan yoğunluklara göre karşılaştırılıp muhtemel gürültü alanları oluşturulmuştur. Denizel alanlarda patlayıcılar sınıfının, kıyısal alanlarda ise en çok darbeli kazık çakıcılar sınıfının yüksek ses basınç seviyeleri oluşturabileceği tespit edilmiştir. Çalışma alanları için darbe blok günleri hesaplanarak yayılım etki alanları tahmin edilmiş, bu alanların gelecekte deniz hayatı üzerindeki etkilerinin araştırılmasına bir alt yapı oluşturulmuştur. Sonuç olarak Türkiye'de denizel ve kıyısal alanlardaki baskın gürültüye sebep olacak kaynakların belirlenip literatüre göre gürültü seviyeleri ile ilgili varsayımlarda ve önerilerde bulunulmuştur. Anahtar Sözcükler: Darbeli sualtı gürültüsü, ses, insan kaynaklı gürültüler, darbe blok günleri.
Türk boğazlar sistemine etki eden sualtı gürültülerinin incelenmesi
TÜRK BOĞAZLAR SİSTEMİNE ETKİ EDEN SUALTI GÜRÜLTÜLERİNİN İNCELENMESİ Serdar TOMBUL Doktora tezi olarak hazırlanan bu çalışmada, Türk Boğazlar Sistemine etki eden sualtı gürültüleri ilk kez tüm Marmara Denizi ve her iki boğazı kapsayacak şekilde yerinde ölçümler ile tespit edilerek haritalandırılması hedeflenmiştir. İstanbul Boğazı ve Çanakkale Boğazı ve boğazları birleştiren trafik hattı, gerek trafik yoğunluğu ve liman faaliyetleri gerekse akıntı ve türbülans gürültüleri sebebiyle gürültülü bölgelerdir. Marmara Denizi'nde liman türleri, gemi trafiği ve kabotaj hatları, demir yerleri ve çeşitli amaçlarla kullanılan iskeleler balıkçı barınakları ve yat limanları seyir haritaları kullanılarak tespit edilmiş ve haritalandırılmıştır. Bu haritalardan elde edilen bilgilere göre 51 farklı noktadan toplam 122 sualtı ortam gürültüsü kaydı alınmıştır. Gürültü kayıtları 1/3 oktav bant aralığında 5.89 Hz spektral çözünürlükte minimum 3 dk sürelerle alınmıştır. Ses basınç seviyelerinin ortalama değerleri 63 ve 125 Hz frekansları için hesaplanmıştır. Ses yayılım modeli yardımı ile ölçülen ses basınç seviyelerinin 5-10 km mesafelerde Marmara Denizi için ölçülen en düşük seviyeye ulaştığı tespit edilmiştir. Ölçümlerle elde edilen farklı gürültü kaynaklarının ses basınç seviyeleri ve dağılımları gürültü kaynakları haritası ile eşleştirilerek Marmara Denizi için zamandan bağımsız gürültü haritası elde edilmiştir. Bu haritalara göre Marmara Denizi güney kısmı en sessiz (yaklaşık 78 dB) bölge iken boğazlar ve gemi trafik hattının gürültü ortalamasının 152 dB değerine kadar ulaştığı belirlenmiştir. Bu proje ile böylece ilk defa yerinde yapılan ölçümlerle Marmara Denizi sualtı ortam gürültüsü haritası oluşturulmuştur.
Nesnelerin interneti (IoT) ve ilgili iletişim protokollerinin deniz bilimlerindeki yenilikçi kullanımı ve uygulama olanakları
Nesnelerinin İnterneti sayesinde denizel uygulamalarda değişik sensörler ile veri toplamak, işlemek, iletmek ve sualtı kablosuz sensör ağları oluşturmak mümkün hale gelmiştir. Bu çalışmada, Arduino Uno R3, Arduino Mega 2560 R3, Arduino Yun, Arduino Due gibi nesnelerin interneti cihazları; deniz suyu sıcaklığı, hava sıcaklığı, atmosfer basıncı, hava nemi, mesafe ölçen bazı denizel ortamlarda kullanılabileceği düşünülen sensörler, iletişimde kullanılabilecek kablolu ve kablosuz teknolojiler tanıtılmış ve incelenmiştir. Nesnelerin İnterneti uzaktan denizel izleme çalışmalarını oluşturan bir platform oluştururken, başlangıç seviyesi için uygun olan mikrodenetleyici içeren geliştirme kartları ve gömülü sistemler ise ana birimlerdir. Düşük maliyetli ve düşük güç tüketimli modüler basit sensörler, mikrodenetleyici içeren modüler kartlar şeklindeki sensörler, bu kartlarla uyumlu yazılım geliştirme ortamları, güç kaynakları, prototipleme yapmak amacıyla devre tahtaları, kablosuz veri aktarmakta kullanılan düşük enerjili kartlar ve birimler kullanılmıştır. Hava sıcaklığı, deniz suyu sıcaklığı, nem, atmosferik basınç ve deniz, göl veya akvaryumlarda ölçüm yapabilecek su seviyesi değişimlerini saniye mertebesinde periyodik aralıklarla ölçecek prototipler tasarımlanmıştır. Prototiplerden elde edilen sayısal veriler istatistiki anlamda değerlendirilmiştir. Uygulamalar sırasında karşılaşılan zorluklar değerlendirilerek, daha güvenli, uzaktan izleme sağlayan ve uyarı yeteneklerine sahip sualtı IoT'lerinin nasıl daha verimli bir şekilde uygulanabileceği tartışılmıştır.
Marmara Denizi'nin farklı bölgelerinde suboksik ve anoksik seviyelerin araştırılması
Marmara Denizi Türk Boğazlar Sisteminin bir parçası olan ve Türkiye sınırları içerisinde kalan önemli bir havzadır. Bulunduğu konum itibariyle Karadeniz'i diğer denizlere bağlayan tek bir deniz yolu olması, yoğun nüfuslu ve endüstrinin oldukça gelişmiş olduğu bir bölgede yer alması nedeniyle karasal girdilere ve kirliliğe maruz kalmaktadır. Bu durumun beraberinde getirdiği oksijensizleşme gibi problemler özellikle derin deniz çukurlarında ve sirkülasyonun az olduğu körfezlerde özellikle doğu basende suboksik ve anoksik koşulların oluşmasına yol açmaktadır. Bu koşulların araştırılması denizel ortamların sürdürülebilirliği ve gerekli önlemlerin alınabilmesi açısından önem arz etmektedir. Dolayısıyla denizel ortamda öncelikli olarak takip edilmesi ve değerlendirilmesi gereken kritik parametreler (pH, çözünmüş oksijen, toplam çözünmüş sülfür, sülfat, redoks potansiyeli vb.) vardır. Bunlardan en önemlisi ise bisülfid ve hidrojen sülfür varlığına da ışık tutacak olan sülfat indirgeyen bakterilerin tespit edilmesidir. Bu çalışmada Marmara Denizi'nde uzun yıllardır takip edilen Çınarcık Çukuru (45C) ve İzmit Körfezi (İZ17) bölgelerinde görülmeye başlanan suboksik ve anoksik seviyeler araştırılmıştır ve aynı zamanda su kolonunda ilk defa sülfat indirgeyen bakteri tespiti yapılmıştır. 45C ve İZ17 istasyonlarında suboksik koşullar saptanmıştır ve ayrıca İZ17 istasyonunda dip derinliklerde anoksik koşulların varlığı tespit edilmiştir. Bu bölgelerde 45C ve İZ17 istasyonlarında sırasıyla en yüksek sülfat indirgeyen bakteri miktarı 85000 h/ml ve 13300 h/ml en düşük miktar ise 3000 h/ml ve 20 h/ml olarak tespit edilmiştir.
Antifouling biosidlerden organokalay vepestisit bileşiklerinin Samsun limaniçigüncel sedimentinde GC – MSMS/Q-TOFteknikleriyle değerlendirilmesi
Antifouling kimyasallar ekonomik olarak, deniz taşıtlarının/araçlarının daha az bakıma ihtiyaç duyması, daha uzun seyir halinde kalmasını mümkün kılar. Çevresel olarak faydaları ise daha az yakıt kullanımı, istilacı türlerin denizel ortamda yer değiştirmesini engellemiş olurlar. Organokalaylı bileşikler fouling yapan organizmalara karşı en etkili kimyasal bileşikler olduğu için yoğun şekilde deniz taşıtlarında kullanılmıştır. Ancak bu faydalarının dışında hedefli olmayan denizel organizmalara ve deniz ekosistemi üzerinde ciddi bir yıkıcı etkiye sahiptirler. Bu etkilerinden dolayı antifouling boya olarak kullanımı yasaklanmış; Alternatif olarak kullanılan organik biositlerden bazıları yasaklanmış, diğerlerinede sınırlamalar getirilmiştir. Bu tez çalışmasında, ilk kez antifouling biosidlerden organokalay (mono, di, tri) bütil ve –fenil bileşikleri ve pestisit (diuron, chlorothalonil, dichlofluanid, DCOIT, irgarol, folpet, phthalamide) bileşiklerinin Tandem GC – MSMS/Q-TOF tekniği kullanılarak Samsun Limanı (Karadeniz) sedimentlerindeki durumu ve miktarsal dağılımı araştırılmıştır. Her iki grup (organokalaylı bileşikler, pestisitler) için sediment numunelerinde ayrı ekstraksiyon ve analitik yöntem geliştirilmiştir. Geliştirilen bu yöntemin geçerliliği sertifikalı numune ile çalışılarak test edilmiştir. Antifouling pestisit ve organokalaylı bileşikler kullanım yasağına rağmen tespit edilmiş, ve hatta liman içinde trafiğin hareketli olmadığı ve su değişiminin az olduğu sediment örnekleme noktalarında; (limanın iç kesimlerinde, onarma – bakım ve park alanlarında) yüksek değerlerde tespit edilmiştir (5.1 – 669.5 ng/g). Toplam organokalaylı bileşikler liman içinde; %84 monobütilkalay (MBT)+ tribütilkalay (TBT) olup ve bulgular baskın MBT' nin taze (yeni) kaynak girdisi iken, TBT' nin biyolojik aktivitesinin bir sonucu olduğu yönündedir. Pestisit bileşiklerinden ise, diuron (n.d. – 11.28 ng/g) ve irgarol'un (n.d. – 26.53 ng/g) liman içindeki varlığı, liman çevresinde mevcut bir tarımsal faaliyet alanının olmaması nedeni ile, gemilerden kaynaklandığını destekler yöndedir. Literatürde kabul gören ekotoksikolojik risk ve güncel sediment kalite rehberleri ile sonuçlar karşılaştırıldığında; Samsun Limanı sedimentlerinin antifouling biosid olarak kullanılan yasaklı organokalaylı bileşikler ile alternatif pestisitler açısından kirli durumda olduğu gözlenmiştir.
Türkiye deniz alanlarının ekosistem tabanlı deniz alanları planlaması açısından değerlendirilmesi
Günümüzde denizler, teknolojik ilerlemeler ve sanayileşmeyle denizel çevrede yoğunlaşan beşeri faaliyetler nedeniyle beşeri kaynaklı yoğun bir baskı altındadır. Deniz ekosistemlerinin sağlığı, çevre koşullarının iyileştirilmesi için uluslararası boyutta desteklenen birçok inisiyatife rağmen dünya genelinde bozulmaya devam etmektedir zira diğer taraftan doğal kaynaklara olan ihtiyaç da giderek artmaktadır. Deniz Alanları Planlaması (DAP), günümüzde denizel çevre üzerinde artan baskıların önlenmesi amacıyla, ekonomik, ekolojik ve sosyal hedefler doğrultusunda beşeri faaliyetlerin zamansal ve mekânsal paylaşımının yapılarak ekosistem çapında yönetildiği bir yönetim yaklaşımı olarak giderek yaygınlaşmaktadır. Bir yarım ada ülkesi olan Türkiye, yürütülen ekonomik faaliyetlerin çeşitliliği ve yoğunluğu, ekolojik özellikler ve kırılganlık, yetki alanlarının belirlenmesindeki sorunlar gibi birbirinden farklı özelliklerde deniz alanlarına sahiptir. Uzman görüşleri yardımıyla yapılan inceleme sonrasında bu deniz alanlarındaki faaliyetlerin, yoğunlukları, sosyo-ekonomik önemleri ve birbirleriyle olan etkileşimleri açısından Batı Karadeniz, Marmara Denizi ve Ege Denizi'nde DAP açısından öneme sahip oldukları bölgeler olarak tespit edilmiştir. Bu deniz alanları arasından Ege Denizi'nin; (a) kullanım türlerinin ekosistem üzerindeki baskısı, (b) kullanım türlerinin ekosistemin sağlığına olan bağımlılığı, (c) çok çeşitli faaliyet imkânı olması yanında deniz alanının oldukça kısıtlı olması, (d) bölgede mevcut, gelişmekte ve potansiyele sahip çeşitli kullanım türlerinin arasındaki önemli uyumsuzluk ve sinerji imkânları, (e) yenilenebilir enerji alanında sahip olduğu önemli potansiyel gibi bir çok nedenden ötürü ulusal ve bölgesel sosyo-ekonomik ve çevresel hedefler doğrultusunda DAP için önemli bir uygulama alanına sahip olduğu değerlendirilmiştir. Anahtar kelimeler: Deniz Alanları Planlaması, Ekosistem tabanlı yönetim, Sürdürülebilirlik, Doğal kaynak yönetimi, Çevre yönetimi.