- GEOMETRİK YÖNTEMLE YÜKSEKLİĞİN ÖLÇÜLMESİ VE HESABI – 1
Nivelman: Bir düzlem esas alınarak diğer noktaların bu düzlem ile arasındaki yükseklik farkının bulunması işlemidir.
Memleketimizin deniz seviyesine göre tüm yüzeyinin yükseklikleri tespit edilip buna göre tesviye eğrili haritalar hazırlanmıştır. Bu haritalardan herhangi bir noktanın deniz seviyesine veya başka bir noktaya olan düşey uzaklıkları hesaplanır. Uygulamalarda bu tesviye eğrili haritalardan faydalanılır. Doğru bir çalışma yapmak için uygulama yapılacak alanın yeniden nivelmanının yapılması gerekir.
Nivelmanla noktalar arasındaki yükseklik farkları ölçülür. Ölçülen yükseklik farkları, yüksekliği önceden belli olan noktaların yüksekliklerine eklenerek yeni noktaların yükseklikleri bulunur. Yöntemine uygun olarak tesis edilmiş, yapılan ölçme ve hesaplamalarla yükseklikleri belirlenmişolan noktalara nivelman noktası denilir.
Geometrik nivelmanda noktalar arasındaki yükseklik farkları, bu noktaların yatay bir düzleme olan düşey uzaklıkları ölçülerek bunların farkı alınmak suretiyle bulunur. Noktaların yatay düzlemden düşey doğrultudaki uzaklıklarını ölçmek için noktalar üzerine düşey olarak mira tutulur ve nivelman düzleminin bu miraları kestiği yerde mira okumaları yapılır.
1.1. Nivelman İşlerinde kullanılan Araç ve Gereçler
Nivelman aletlerinin esası, yatay bir gözlem düzlemini gerçekleştirecek bir düzenden ibarettir. Geometrik nivelmanda yatay bir gözlem düzlemi oluşturmak amacıyla genellikle nivo, noktaların yatay gözlem düzleminden olan uzaklığını ölçmek için de mira kullanılır.
Nivoda yataylığı sağlamak için düzeç ve miradaki okumaları kolaylaştırmak için de dürbün kullanılır. Aleti istenilen yöne çevirmeye yarayan bir düşey ekseni ve yataylanması için de üçayak ile donatılmıştır. Nivolarda yatay düzlem, dürbünün optik ekseninin yataylanması ile sağlanır. Bir de aleti taşımaya yarayan sehpası vardır.
Nivolar alt ve üst yapı olmak üzere iki kısımdan oluşur. Alt yapıda düşey eksen ile üçayak bulunur. Ayrıca yatay az hareket ve yatay genel hareket vidaları vardır. Bazı nivolarda yatay hareket sürtünme esasına göre olduğundan yatay genel hareket vidaları yoktur. Üst yapı ise dürbün ve silindirsel (boru) düzeçten oluşur.
Basit bir dürbünün şematik kesiti şekil 2.1’de görülmektedir. 1 objektifine giren ışınlar, görüntü düzleminde miranın ters bir görüntüsünü verir. Görüntü 4 oküleri yardımıyla önemli ölçüde büyütülür. Aynı görüntü düzleminde bir cam plaka üzerine kazınmış gözlem çizgileri vardır (şekil 2.2). Dürbün oküleri, gözlem çizgileri net ve keskin görününceye kadar hareket ettirilir. Yatay ve düşey çizgilerin kesim noktası ile objektif merkezi dürbünün gözlem doğrultusunu oluşturur. Bazı nivolarda ters görüntüyü düz görüntü hâline getirmek için 2 ile 3 arasına bir prizma sistemi yerleştirilir.
Mira üzerinde yapılacak okuma ve tahmin etme inceliği, dürbünün büyütme gücüne bağlıdır. Nivelman miraları genellikle santimetre bölümlü olduklarından milimetre bölümlerinin tahmin edilmesi gerekir. Bir A dürbünü, B dürbününün iki katı büyütüyorsa A dürbünü ile milimetreler iki kat daha incelikli tahmin edilir. Bir dürbünün büyütmesi yaklaşık olarak objektif ve oküler odak uzaklıklarının oranına eşittir.
Nivoların kaba yataylanmasında küresel düzeç, hassas yataylanmasında da silindirsel (boru) düzeç kullanılır. Bir nivonun inceliği, silindirsel düzecin duyarlığı ve dürbünün büyütme gücüne bağlıdır. Düzeç duyarlığı ise silindirsel düzecin eğrilik yarıçapına bağlıdır. Şekilde değişik eğrilik yarıçaplı iki düzeç görülmektedir. Her iki düzecin bir uçlarının yataydan α miktarı kadar kaldırılması durumunda A düzecinin kabarcığı, eğrilik yarıçapının B’den büyük olması nedeniyle B düzecinin kabarcığından daha fazla miktarda hareket eder. Bu şekilde kabarcığın ortadan ayrılması daha iyi saptanır.
Nivelmanda incelik, 1 kilometrelik nivelman yolunda gidiş-dönüş ölçü farklarından hesaplanan standart sapma (karesel ortalama hata) ile ifade edilmektedir. Nivelmanda incelik aşağıdaki koşullara bağlıdır:
-> Alet ve sehpasına
-> Mira bölümlendirmelerinin doğruluğuna ve mira altlığına
-> Ölçme yöntemi ve ölçme sürecindeki sistematik hataların elimine edilmesine
-> Çevre koşullarına (atmosferik, aydınlık, yeraltı)
1.1.1. Nivoların Kurulması ve Düzeçlenmesi
Işınsal (kutupsal) nivelman işlemi dışında nivoların belirli bir nokta üzerine merkezlendirilerek kurulması zorunluluğu olmadığından nivolar kurulurken genellikle nokta üzerine merkezlendirme işlemi yapılmaz. Öncelikle nivoyu kullanan kişi (operatör), alet sehpasını boyuna göre açar ve sehpa tablası yaklaşık yatay olacak şekilde sehpayı kurar. Nivo kutusundan çıkartılır ve sehpanın üzerine yerleştirilerek alttan sehpaya vidalanır. Sehpa ayaklarına el ile (ayakla değil) bastırılarak sehpanın zemine iyice yerleşmesi sağlanır. Her iki yöndeki hareket alanını geniş tutabilmek için düzeç ayak vidalarının yaklaşık olarak ortada olmasına dikkat edilir (Düzeç ayak vidalarının bazıları çok aşağıda, bazıları da çok yukarıda olmamalıdır.). Küresel düzeç, sehpa ayaklarıyla yaklaşık olarak, düzeç ayak vidalarıyla da tam olarak ortalanır. Silindirsel düzeç, önce iki düzeç ayağına paralel hâle getirilir ve düzeç ayaklarının ikisi de içe veya dışa çevrilerek kabarcık ortalanır. Düzeç 90º döndürülerek kullanılmayan üçüncü ayak vidası ile kabarcık yine ortalanır. Kontrol amacıyla işlem tekrarlanır. Düzeçleme işlemi tamamlandıktan sonra, düzeç hatası yoksa alet ne tarafa çevrilirse çevrilsin kabarcık ortada kalır. Düzecin hatalı olup olmadığı düzeç kontrolüyle belirlenir.
Günümüzde genellikle nivelman ağlarında, hat nivelmanı, yüzey nivelmanı ve kesit nivelmanı gibi nivelman ölçümlerinde; deformasyon ölçümlerinde, endüstriyel ölçmelerde, kara ve demir yolu, kanalizasyon, içme suyu, tünel ve madencilik çalışmalarında elektronik (sayısal) nivolar kullanılmaktadır.
1.1.2. Nivelman Miraları
Mira, noktaların nivelman düzleminden olan uzaklığını ölçmek için kullanılan, fırınlanmış ahşaptan ya da metalden yapılmış cetvellerdir. Bazı ahşap miralarda, eğilmeyi önlemek için miranın arka tarafına veya yan taraflarına destek parçaları eklenir. Miranın alt uç kısmına çelikten yapılmış bir parça eklenir. Miranın bölümlemesi bu levhanın alt kısmından başlar. Nivelman miraları tek parçalı, katlanabilir ya da sürgülü olabilir. Uzaktan iyi seçilebilmeleri için 1 metrelik ara ile siyah-beyaz ve kırmızı-beyaz şeklinde bölümlendirilmiştir. Miralar, genellikle 4 m uzunluğunda ve cm bölümlüdür. 2 adet tutamağı olan miraların düşeyliğini sağlayabilmek için bir küresel düzeçle donatılmışlardır. Hassas nivelmanda kullanılan miralar ise 3 m boyunda tek parçalı olup 1 cm ya da yarım cm aralıklarla bölümlendirilmiştir.
Miraların, basit nivelman miraları, hassas nivelman miraları ve özel nivelman miraları olmak üzere üç çeşidi vardır.
Nivelman miralarının yardımcı araçları
Nivelman ölçüleri yapılırken miraların tutulabilmesi, düşeyliğinin sağlanması, sallanmamaları ve yüksekliklerinin değişmemesi için yardımcı araçlar kullanılır. Bunlar; mira düzeçleri, mira payandaları ve mira altlıklarıdır.
Bir sonraki yazımız Geometrik Nivelman ile devam edecektir.
