1. GPR RADAR NEDİR?
Gömülü nesnelerin yeryüzünden saptanması fikri yıllar boyunca insanoğlunun ilgisini çekmiştir. Bu amaçla günümüze kadar birçok jeofizik metot geliştirilmiştir. Jeofizik araştırmalarda kullanılan elektromanyetik yöntemlerin en yenilerinden biri olan yer radarı (Ground Penetrating Radar, Ground Probing Radar, Georadar) sığ araştırmalar için cazip bir seçenektir.
Yer altındaki gömülü nesneleri belirleme amaçlı yapılan ilk çalışma Hülsmeyer (1904) tarafından gömülü bir metal nesneyi tespit etmek için yapılmıştır. Bundan yaklaşık altı yıl sonra Löwy (1911) alıcı ve verici antenler için düşey kuyular açarak kaydedilen sinyallerin genliklerini incelemiştir. Hülsenbeck’in 1926’da yaptığı çalışma ile gömülü yapıları tespit etmek için kullanılan ilk sinyal tekniği denenmiştir. Hülsenbeck herhangi bir dielektrik değişimin iletkenlik içermesi gerekli olmasa bile yansımalar üretebileceğini ortaya koymuştur. 1930 yılında Stern ilk yer radarı düzeneğini kurarak Avustralya’da buz kütlelerinin su altındaki derinliğini bulmak için çalışmalar yapmıştır. Bu çalışmalar 1930’larda geliştirilerek kayda değer derinlikte olan buz, içme suyu, tuz depozitleri araştırılmıştır.
Yer radarı cihazı 1970’li yılların ilk başlarında Ohio Devlet Üniversitesi’nin Elektrobilimler Laboratuarında üretilmiştir. Rex Morey ve Art Darke 1972 yılında “Geophysical Survey System Inc. (GSSI)” şirketi adı altında radar aletini ticari olarak satmaya başlamışlardır Cook (1974, 1975), Roe ve Ellerbuch (1979) tarafından yapılan çalışmalarda kaya ve kömür araştırmaları yapılmıştır. Buna rağmen derine indikçe sinyalin genliğindeki sönümlenmeden ötürü yöntemin birkaç on metreden derin araştırmalarda başarısız olduğu gözlenmiştir.
Yer radarı yöntemi yer yüzeyinden, kuyu içinden ve kuyular arasında başarı ile uygulanabilmektedir. Yer radarının araştırma derinliği araştırma yapılan formasyonun özelliklerine ve anten frekansına bağlıdır. Yöntem, santimetre duyarlılığa sahip yöntemlerden bir tanesidir. Yer radarı yöntemi ile toplanan verilerin değerlendirilmesiyle gömülü yapının derinliği, boyutu ve biçimi belirlenebilmektedir. Yer radarı yöntemi hızlı bir yöntemdir ve bir kaç gün içinde bir kaç hektarlık alanı taramak mümkündür.
Yer radarı yönteminin uygulama yelpazesi teknolojinin gelişmesiyle beraber 1970’ten günümüze kadar olan süreçte giderek genişlemiştir. Birçok mühendislik problemine çözüm bulan yer radarı yönteminin kullanım alanları oldukça geniştir.
2. DAHA ÖNCE YAPILAN ÇALIŞMALAR
Yer radarı yöntemi oldukça geniş bir uygulama alanına sahiptir. Başlıca yüzeye yakın stratigrafik istifin ortaya çıkarılmasında (Davis ve Annan, 1989), yüzeye yakın jeolojik birimlerin belirlenmesinde (Koralay vd., 2007), fay ve kırık gibi süreksizliklerin haritalanmasında (Grandjean ve Gaury, 1999; Green vd., 2003; Kadıoğlu, 2008), karstik boşluklarının aranmasında (Kadıoğlu vd., 2006), yeraltısuyu seviyesinin belirlenmesinde (Harrari, 1996; Dannowski ve Yaramancı, 1999; Aspiron ve Aigner, 1999), yüzeye yakın sıvı hidrokarbon aramalarında (Changryol vd., 2000) kullanılmaktadır. Bununla birlikte, arkeolojik çalışmalarda tapınak, mezar, duvar, temel ve benzeri tarihi kalıntıların bulunmasında (Sambuelli, vd., 1999; Daniels, 2000; Kadıoğlu vd., 2008), metalik cisim arama çalışmalarında, yeraltında gömülü boru, boru hattı, su veya akaryakıt tankı ve eski endüstriyel atık alanlarının belirlenmesinde (Kadıoğlu ve Daniels, 2008), zemin ve tünel araştırmalarında karayolu, demiryolu, su tünelleri, tüp geçitler, maden galerileri içinde duvar cephelerinin sağlamlıklarının belirlenmesinde, galeri içinde bozunmuş bölge ve cevher aramalarında, galeri ilerleme yönü belirlemelerinde (Cardelli vd.,2003) ve yeraltındaki insan kalıntılarını aramada (Hammon III vd., 2000) kullanılmaktadır.
3. YER RADARI YÖNTEMİ
Yer radarı yöntemi bir verici anten yardımıyla yer içine gönderilen yüksek frekanslı elektromanyetik dalgaların yer altındaki farklı elektriksel özelliklere sahip yapılardan yansıyarak alıcı anten tarafından kaydedilmesi ilkesine dayanır. Yeraltında her iki tarafı farklı dielektrik özellikte kayaçlardan oluşan bir ara yüzey varsa, elektromanyetik dalga bu ara yüzeyde yansıma ve iletime uğrayacaktır. Yüksek çözünürlüklü bir yöntem olan yer radarı yöntemi yer altının sığ kesimlerinin araştırılmasında en çok tercih edilen yöntemdir.
Yöntemde kullanılan verici antenin merkez frekansı 10 MHz ile 2.6 GHz arasında değişmektedir. Yeraltına gönderilen sinyal zamanın fonksiyonu olarak kaydedilir. Sığ derinliklerden yansıyarak kaydedilen sinyaller “radargram” olarak adlandırılır.
Bir yer radarı çalışması kavram olarak sismik yansıma çalışması ile benzerdir. Sismik yansıma çalışmasında kullanılan kaynak yer radarında verici antene, jeofonlar ise alıcı antene karşılık gelmektedir. Genel olarak bu iki yöntem yayılan enerjinin türü bakımından birbirinden ayrılır. Sismik yöntemde yayılan akustik dalgaya karşılık yer radarı yönteminde elektromanyetik dalga yayılımı söz konusudur.
Yer radarı yönteminde elektromanyetik dalganın frekansına bağlı olarak yer altındaki cisimlerin derinlikleri ve geometrisi santimetre mertebesine kadar hassas bir şekilde tespit edilebilir. Bu üstün özelliğinden dolayı yer radarı yöntemi son yıllarda sığ çalışmalarda en çok tercih edilen yöntemlerden birisi olmuştur.





Yer Radarının Kullanıldığı Alanlar


İlk uygulamalarından günümüze kadar yer radarı ile araştırma çalışmaları farklı sahalarda uygulama alanı bulmuştur. Bu alanlara örnek olarak:

1.Buz kalınlığının araştırılmasında
2.Arkeoloji antik kalıntılarda, gömü ve gömülmüş objeler
3.Biyoloji ve biyofizik alanlarda
4.Köprü çözümlerinin belirlenmesinde
5.İnşaatlarda
6.Kara mayınları araştırılmasında
7.Çevresel etkilerde ve çevresel görüntülemede
8.Adli tıpta
9.Jeoteknik araştırmalarda
10.Mezar yeri araştırmalarında
11.Yer altı suyu araştırmalarında
12.Alt yapı incelemelerinde
13.Karstik yapıların bulunmasında
14.Atık borularının konumları ve geçtikleri yerlerin tespitinde
15.Maden aramalarında
16.Göl ve nehirlerin don kırıklarının araştırılmasında
17.Karayolları, havaalanları, demiryolları ve kaldırımlarda
18.Sedimantolojik yapıların incelenmesinde
19.Tünel aramalarında
20.Yer altı boşluklarının taranmasında
21.Volkanik hareketlerin araştırılmasında
22.Tarım alanında
23.Mermer ocaklarındaki kırık-çatlak sistemlerinin araştırılmasında şeklinde sıralanabilir.