Türk Boğazlarında mevcut durumda tesis edilmiş olan TAD (Trafik Ayrım Düzeni) içinde bir geminin kendi trafik şeridinde emniyetle seyretmesi, bu ayrım düzeni eğer kuvvetli akıntıları, darlık ve sığlıkları olmayan bir bölgede kurulu olsaydı, bu trafik şeritlerine uygun büyüklükteki gemiler için tabiî ki daha kolay ve tehlikesiz olabilirdi. Fakat her iki boğazımız da, geçiş yapan gemilerin büyüklüğüne göreceli olarak sığlıklar ve bankların bulunduğu bir yapıya sahiptirler. Boğaz akıntıları ise yüzeyde, farklı derinliklerde ve dipte, boğaz ortasında ve kıyılara yakın sularda, burunların, kavis ve dönüşlerin ardında farklılaşan, hızı ve yönü değişen akıntılardır. Bu değişim yalnızca boğazlarımızın oşinografik yapısından kaynaklanmaz. Hava koşulları, hâkim rüzgârlar, hava basıncındaki değişimler gibi genel meteorolojik farklılıklar ile Karadeniz, Marmara ve Ege’deki mevsimlik değişimler bu bölgedeki akıntı rejimini doğrudan veya dolaylı etkilerler. Bu nedenle İstanbul ve Çanakkale Boğazlarının, buralardan geçiş yapan gemiler için oluşturduğu zorluklar ve tehlikeler, mitolojik çağların efsanelerinden, günümüzün bilimsel verilerine kadar, hep karşımıza çıkar. Eski çağlardan bu yana gelişen denizcilik teknolojilerinin sağladığı seyir güvenliğine ilişkin tüm olumlu gelişmelere rağmen, boyutları büyüyen gemiler ve artan deniz trafiği, tüm diğer kısıtlı suyollarının ve özellikle Türk Boğazlarının limitlerini zorlamaktadır.
Kandilli Dönüşü |
Türk Boğazlarında sığ su etkilerini incelemeden önce; sığ suyun gemi manevrasında genel olarak etkilerini kısaca özetleyelim. Sığ suda seyreden bir gemi ile sığlık arasında oluşan hidrodinamik olaylar geminin üzerindeki dirençlerin artmasına neden olur. Gemiyle deniz dibi arasındaki akım kesitindeki daralma nedeniyle su derin suya göre daha hızlı geçer. Bu bölgede sürtünme artar, gemi dibinde basınç azalır. Akışkanların hızı ve basıncı arasındaki ilişki bilindiği gibi “Bernoulli yasasında” belirtilmiştir.
½ r v1 ² + p1 = ½ r v2 ² + p2
Hız, basınç ve akışkanın yoğunluğu ile oluşturulan bu denklem, çoğu kez psikolojik nedenlerle anlaşılması zor, hatta şaşırtıcı bir denklem olma özelliğine sahiptir. Bernoulli Yasası “enerjinin korunumu yasasının” akışkanlara uyarlanmış bir hali olarak düşünülebilir. Daralan akım kesiti önünde birikip sıkışan akışkan moleküllerinin birbirini itmeleri sonucu daralan kesit içinde artan hızları, bu bölgede basıncın düşmesine neden olur. Gemi manevrasında sığ su, dar su ve yakın geçen gemiler arası etkileşim konularının teorik temeli hep bu yasaya dayalıdır.
Sığ suda, sözünü ettiğimiz basınç azalması nedeniyle gemi daha fazla suya girer, yani dibe doğru emilir, gemide trim oluşur ve dirençler artar. Geminin su içinde hareketiyle oluşan çökme (squat) sığ suda açık denizdeki değerinin iki katına çıkar. Sığ suda gemideki titreşimler artar. Dümenin etkinliği azalır, gemide gezinme ve aniden rotadan kaçma eğilimleri görülür. Oluşan sapmaların da dümen ve makine kullanılarak düzeltilmesi zorlaşır.
Gemi manevrasıyla ilgili birçok kaynakta değinildiği gibi, yaygın bir tanımla, geminin omurga altındaki temiz su mesafesi gemi draftının yarısı veya daha azına eşitse, bir başka deyişle geminin bulunduğu suların derinliği geminin draftının bir buçuk katı veya daha azına eşitse, gemi sığ suda kabul edilir. Fakat yaygın kanının aksine bu etkiler bıçakla kesilmiş gibi keskin bir noktada birden oluşmazlar. Sığ su etkileri draftın, yaklaşık iki buçuk katı ve daha az derinliklerde kendini göstermeye başlar. Örnek verirsek, 10 metre draftı olan bir gemi, 25 metre ve daha az derinliklerde sığ su etkilerine maruz kalabilir. Bu örnekteki gemi draftı için İstanbul ve Çanakkale Boğazlarında Trafik Ayrım Düzeni içinde de bulunan 25 metreden az derinliklerde sığ suyun olumsuz etkileri geminin üzerinde hissedilmeye başlanır. İstanbul Boğazından örnekler verirsek, Kuzeyden güneye, Poyraz Burnu’nun, Fil Burnu’nun, Garipçe Burnu’nun, Çalı Burnu’nun, Selvi Burnu’nun açıklarında, Aşiyan Burnu, Galatasaray Adası açıklarında, Haydarpaşa Mendireği açığında, trafik şeridi içine giren 25 metre altındaki sığlıklar mevcuttur. Aynı şekilde Çanakkale Boğazından örnekler verirsek, Nara Burnu, Gocuk Burnu, Kemiklialan Koyu açığında, trafik şeridi içinde bulunan 25 metrenin altında sığlıklar mevcuttur. Bunların haricinde çeşitli nedenlerle geminin bir kısmı veya tümü trafik şeridi dışındaki bölgelere çıktığında tabidir ki, daha da tehlikeli sığlıklarla karşılaşabilir.
Sığ suyun manevraya olan diğer olumsuz etkilerinin yanı sıra artan çökme (squat) etkisi nedeniyle geminin oturması veya dibe, topuğa dokunması tehlikesi mevcuttur. Bu durumdaki bir geminin birbirinden farklı olan statik ve dinamik omurga altı mesafe değerleri mevcuttur. Yani gemi rıhtımda bağlı, hareketsiz ve durgun suda olduğunda okuduğunuz draft değerleri ile hareket halinde iken oluşan draftları birbirinden farklıdır. Gemi suda hız kazandıkça suya daha çok gömülür ve genellikle de başlanır. Sığ suda bu etki iki katına çıkar.
Çökme (Squat)
Açık deniz için: S = CB x V2 / 100
Sığ su için: S = 2 x (CB x V2 / 100)
(çökme birimi: metre, hız birimi mil/saat)
Sığ Suda çökme için örnek çözüm:
Blok katsayısı (0.86) olan bir geminin sığ suda 10 mil/saat hızda çökmesi:
S = 2 x (CB x V2 / 100)
S= 2 x (0.86x102 / 100)= 1.72 m. (paralel)
Tahmini yaklaşık 20 cm başlanma ile
Toplam Çökme (Squat) =1.92 m. olur
Yukarıdaki örnek çözümde ele aldığımız geminin, 12,10 metre statik draft ile, İstanbul Boğazı Selvi Burnu açığında kuzeyli trafik şeridi içinde bulunan 14,60 metre sığlığı üzerinden, 10 mil/saat hız ile geçtiğini varsayarak, omurga altı temiz su dinamik mesafesini hesaplayalım.
Bu hesaplamada fikir vermesi bakımından dünyanın herhangi bir limanında kullanılabilecek bir format oluşturulup, kullanıldı. İstanbul için etkisiz kabul ettiğimiz med-cezir vs. etkiler sıfır kabul edildi. Dip yapısında değişim için bölgede sürekli oluşan midye kaplı tabandaki organik ve diğer birikimler için beş santimetre, rüzgar ve hava koşulları nedeniyle suların çekilmesi için de 30 santimetrelik bir değer, bilinen verilere göre, uygun görüldü. Statik drafta uygulanan düzeltmelerde ise b) şıkkında verilen çökme değeri bir önceki örnek hesabımızdan alındı. Gemimizin boyunun 200 metre olduğunu kabulle nispeten sakin boğaz sularında dahi çevredeki diğer deniz vasıtalarının oluşturduğu dalgalar, kendi hareketleri, anaforlarla karışan sular vs. nedeniyle başı ve kıçı 20 santimetre batırabilecek bir baş-kıç veya draftı 20 santim arttırabilecek bir yalpa yapabileceği hesaplandı. Hogging-Sagging ve draftlardahi hata payı içinse 3 santimetrelik bir draft artışı kabul edildi.
DİNAMİK OMURGA ALTI MESAFE HESABI
Harita datumundaki en az derinlik 14.60 m
a) Med-cezir yüksekliği 00.00 m
b) Hidrografik verilerin ve med-cezir tahminlerinin hassasiyeti / hata payı 00.00 m
c) Dip yapısındaki (aşınma, kirlilik, birikme vs.) değişimler -00.05 m
d) Dipteki suni yapılar (boru vs) nedeniyle değişim 00.00 m
e) Deniz durumu ve hava koşulları nedeniyle değişim -00.30 m
……..
Gözden geçirilmiş, hesaplanan en az derinlik (A) 14.25 m
En Çok (azami) Statik Draft 12.10 m
a)Tuzluluk nedeniyle değişim 00.00 m
b)Çökme (squat) ve buna bağlı trim değişikliği +01.92 m
c)Baş-kıç ve yalpa nedeniyle oluşan batma +00.20 m
d) Hogging / sagging ve draflardaki hata payı +00.03 m
………….
Dinamik (en derin) seyir draftı (B) 14.25 m
Dinamik Omurga Altı Mesafe (A-B) 00.00 m
Verilen örnekteki geminin söz konusu sığlığın üzerinden gitmesi durumunda geminin dibe dokunabileceği verilen örnekten anlaşılıyor. Bu durumda geminin bu bölgede emniyetli hızla orta hatta yakın seyretmesi, trafik şeridi içinde bulunsa da bu sığlıktan sakınması uygun olacaktır.
Diğer kısıtlı sularda olduğu gibi Türk Boğazlarında karşılaşabileceğimiz bir diğer önemli hidrodinamik oluşum ise Dar Su etkisi, başka bir ifade ile Bank Etkisidir. Bank etkisi geminin başında baş yastığı, kıçında ise bank emmesi şeklinde ortaya çıkar. Baş yastığı etkisi banka yakın seyredildiğinde ortaya çıkar ve geminin başını, sıkışan suların basıncıyla, bankın uzağına doğru iter. Gemi draftının su derinliğine yakın olduğu durumlarda ve yüksek hızlarda baş yastığı veya başka bir ifadeyle bank yastığı etkisi kuvvetlenir. Bank emmesi veya diğer bir ifadeyle pervane emmesi geminin kıçını yakın banka doğru çeker.
Sığ su ve dar su etkileri geminin sudaki hızına bağlı olarak (hızın karesi kadar) artar. Fakat manevra yeteneğimiz de sudaki hızımıza bağlıdır. Bu gemi manevrasının ilginç bir ikilemi gibi görünse de, kısıtlı sularda da geminin hızı, bulunulan koşulların gerektirdiği emniyetli hız olmalıdır. Emniyetli hız ise Denizde Çatışmayı Önleme Tüzüğü Kural 6 da tanımlanan hızdır.
Manevraya yetecek olan emniyetli hızın üzerindeki hızların geminin manevrasına ilave bir katkısı olmayacağı gibi:
– Acil durma mesafesini büyütür.
– Acil durumlarda zaman kaybedilir.
– Kazalarda gemide ve çatışılan üzerinde oluşan hasarı çoğalır.
– Römorkörlerin etkinliği azalır. Römorkörler tehlikeye girer.
– Thrusterlerin etkisi azalır.
– Squat ve Bank etkisini çoğaltır.
Dikkat edileceği gibi manevra gücümüzü sağlayan hız su içindeki hızdır (parakete hızı). Bu durumda kuzeyden güneye hâkim yüzey akıntısıyla seyreden bir geminin dönüşlerde akıntıyla ve anaforlarla savrulmaması, yeterli dümen etkisine sahip olabilmesi için su içinde yeterli hıza sahip olması gerekir. Sonuçta geminin sahip olması gereken karaya göre gözlemlenen hızı suda yaptığı hıza akıntı vektörünün eklenmesi ile elde edilen hızdır. Akıntıyı kıçından alan bir gemi için oluşturulacak eşitlik:
karaya göre hız = sudaki hız + Akıntı
şeklinde olacaktır. Bu eşitliğe göre akıntının 6 mil/saat olduğu bir bölgede, kıçından aldığı akıntıyla karaya göre 6 mil/saat hız yapan bir geminin suya göre hızının olmadığı, yalnızca akıntıyla sürüklendiği, büyük ihtimalle makinelerinin çalışmadığı anlaşılır.
Akıntıyı pruvadan alan bir gemi için ise formülümüz:
karaya göre hız = sudaki hız - Akıntı
eşitliğine dönüşür. Bu duruma bir örnek verirsek, İstanbul boğazında hakim yüzey akıntısı etkisinde Marmara’dan Karadeniz’e seyreden bir geminin, Kız kulesini döndükten sonra, akıntıyı tam pruvadan alacak şekilde sancak trafik şeridinde seyrettiği anda, akıntının hızının 6 mil/saat olduğu bir durumda, şayet karaya göre ölçülen hızı da 6 mil/saat ise, aslında gemimizin manevra gücü bakımından önem taşıyan suya göre hızının 12 mil/saat olduğu anlaşılır.
Açık denizde seferin daha kısa sürmesi, yakıt tasarrufu gibi nedenlerle arzu edilen akıntıyı kıçtan alacak şekilde seyretmek, kısıtlı sularda geminin manevra yetenekleri açısından riskli ve olumsuz hale dönüşebilir. Kısıtlı sularda, şayet imkan varsa, tercih edilmesi gereken, manevranın, geçiş etabının daha kısa sürmesi değil daha güvenli olmasıdır. Bu nedenle akıntıyı pruvaya alarak yapılan manevra, geminin manevra gücü ve etkinliğinin daha fazla olacağı manevradır. Akıntının kıçtan alındığı durumlarda, suya göre yeterli hızımızın korunması amacıyla, akıntının durumuna göre, bazen karaya göre çok daha yüksek hızlara çıkmamız gerekebilir.
Türk Boğazlarında akıntı rejimi oldukça değişken ve boğazın kıvrım ve kavislerle dolu oşinografik yapısı nedeniyle de anaforlar, ters akıntılarla doludur. Akıntı yüzeyde kıyılarda ve orta hatlarda farlılık gösterdiği gibi, yüzey ve dip akıntısı da birbirinden farklılık göstermektedir.
Türk Boğazlarının kıvrımlı, dönüşlü yapısı, akıntının seyir yapan gemiyi hızı ve yönü ile homojen bir akıntının içine almasına engel olmakta, başı ve kıçı farklı hız ve/veya yöndeki akıntılara tabi olan gemiler üzerinde hızlı savrulmalara neden olmaktadır. Bir örnek verirsek: Karadeniz’den Marmara’ya seyreden bir gemi Yeniköy fenerini dönerken başı yakın bankın akıntı gelişine göre arkasına düşmeye başladığında nispeten daha az akıntı tesirinde kalacak ve sancak kıç omuzluğundan gelen kuvvetli akıntıyla kıçı hızla ittirilerek dönüşünü iyice hızlanacaktır. Dümene yeterli karşılama uygun zamanda verilmez ise veya geminin suya göre hızı yeterli dümen dinleme hızına ulaşmamış durumda ise gemi bu hızlı savrulmayla Yeniköy fenerinin güneyindeki sığlıklara oturma tehlikesi altındadır. Dönüşte gecikme durumunda ise Yeniköy fenerini geçtiği halde hala dönememiş geminin, kuvvetli akıntı etkisi yavaş yavaş kıçtan iskele kıç omuzluğa geçerken, baş tarafın da nispeten daha zayıf bir akıntının içinde kalması, artık dönüşün iyice zorlaşmasına, geminin büyük dümen açıları kullanmasına rağmen dönemeyip Çubuklu sahiline doğru sürüklenmesine, büyük dümen açısının cevap vermesiyle birlikte de sancak kıç omuzluğa geçen kuvvetli akıntının ani etkisiyle, geminin pruvasının bu kez çok hızlı bir şekilde sancağa doğru savrulmasına neden olur.
Geminin başı ve kıçının farklı akıntı unsurlarında bulunmasından kaçınmanın bir yolu da, özellikle kuzeyden güneye geçişlerde, şayet trafik durumu uygun ise banklara ve dönüş bentlerine çok yaklaşmadan, yeterince erken fakat açık ve geniş dönüşlerle dönmek; anaforların içine girmemektir. Anaforlar su üzerinde kendini belli eden karışıklıklar bazen de düz ve parlak satıhlar oluştururlar, bu yüzde de “ayna” olarak da isimlendirilirler. Başta ve kıçta farklı akıntıların gemimizin pruvasında ani değişikliklere yol açmaması için, mümkünse gözle görülebilen bu aynaların içine girmekten kaçınmak uygun olacaktır.
Türk boğazlarında akıntı rejimine ilişkin kendi ulusal kurum ve kuruluşlarımızın yanı sıra, dünyanın gelişmiş birçok denizci ülkesinin de farklı amaçlarla değişik tarihlerde yürüttükleri çalışmaları vardır. Bunların arasından örnek olarak verlebilecek, en kapsamlı ve ilginç olanlarından biri ise İstanbul ve Çanakkale Boğazları Akıntı Atlası No:1 ve No:2 adıyla Admiralty’nin 1941 de yayınladığı H.D. 354 ve H.D. 355 kod numaralı atlaslardır. No.2 nolu Atlasta her iki boğazın derinlik ve dip yapısı haritaları ve yüzey akıntıları ile 33 kulaç derinliğe kadar altı eşit katmanlı derinlikte akıntılar verilmiştir. Bu Atlaslar Alman haritalarının reprodüksiyonları olarak yayımlanmışlardır. Almanların Türk Boğazlarıyla ilgili 1900 lü yılların başından beri yapılmış ayrıntılı sörveylere dayalı yayımlanmış haritaları olduğu anlaşılıyor. Bu haritalardaki bilgiler bugün bile kullanılabilecek ayrıntıda ve doğruluktadır.
Türk Boğazlarında akıntı ölçümü konusunda çeşitli çalışmalar yapılmış; yeni çalışmalar da halen devam etmektedir. İstanbul ve Çanakkale Boğazlarında RDI marka ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) ve Sea Bird marka CTD ile 2005 yılından beri mevsimlik olarak üç boyutlu akıntı ölçümü yapılmaktadır. Ölçümler sonucunda Boğazlarda bulunan iki katmanlı akıntı sisteminin dinamikleri ve bu farklı su kütlelerinin biribiri ile girişimleri incelenecektir. Proje sonunda Boğazların akıntı yapısını inceleyen kapsamlı bir rapor hazırlanması hedeflenmektedir.
Türk boğazları sığ su, dar su, kuvvetli akıntı, anafor, ters akıntı, farklı dip akıntısı, keskin dönüşler gibi seyir zorlukları olan bir su yolu olmanın yanında çevresinde 15 milyona yakın bir nüfusu barındıran bir yerleşim bölgesi olmasının doğal sonucu olarak, feribotlar, hızlı deniz otobüsleri, şehir hatları vapurları, özel yerel hat yolcu gemileri, gezinti ve eğlence tekneleri, balıkçı tekneleri, şatlar, mavnalar gibi çok çeşitli deniz vasıtasından meydana gelen zengin bir yerel trafiği de barındırır. Bu tehlikeli su yolunda oluşabilecek kazalar yalnızca geçiş yapan gemileri değil, burada yaşayan çok sayıda insanı, dünyanın doğal kültürel mirasının nadide unsurlarından biri olan bu yaşayan bir büyük müzeye benzer, tabiat, tarih ve kültür yapı ve alanlarını tehdit etmektedir.
Sonuçta, Türk Boğazlarında emniyetle seyir, bu bölgedeki derinlikleri, sığlıkları, bankları ve akıntıları iyi tanımak, gemimizin hızını ve rotalarını buna göre planlamak, kullanılacak dümen açılarını, dönüşe başlama noktalarını buna göre tespit etmek, yerel trafikten haberdar olmak, uluslararası ve yerel kurallara gereğince uymakla mümkündür. Gemimizin manevra yeteneği ancak ve ancak değişkenlik gösterebilen yerel bilgilere sahip olmak ve kullanmakla etkin ve güvenli bir sonuç verir. Yerel bilgi ve tecrübeden faydalanabilmenin en etkin ve emniyetli yolu da bu bölgedeki kılavuzluk hizmetlerden faydalanmaktır. Gemilerin, emniyetli bir geçişi sağlamak amacıyla, mevcut kılavuzluk hizmetlerinden ve gemi trafik hizmetlerinden azami ölçüde faydalanmaları geminin ve çevrenin emniyeti, can ve mal emniyeti açısından en isabetli karar olacaktır.
• Yazıda kullanılan şekil, tablo ve fotoğraflar yazara aittir.
Kaynaklar:
• TC Deniz Kuvvetleri Komutanlığı Seyir, Hidrografi ve Oşinografi Dairesi Başkanlığı Harita ve diğer Notik Yayınları
• H.D. 355 ATLAS No:2
• McELREVEY, D.; Shiphandling for the Mariner, Cornell Mar. Press, 1988
• DANTON, G.; The Theory and Practice of Seamanship, London, K. P., 1987
• ARMSTRONG, M.C.; Practical Ship-handling, Brown, 1980
• CRENSHAW, Captain R. S, Jr, USN, NAVAL SHIPHANDLING , Vol. I, II.
