Кіріспе
Желден қорғану үшін отырғызылған ағаштар немесе бұталар қатары, желден қорғаныш жасап, егістіктерді қорғайды. Желден қорғану (қалқа) – желден қорғау және топырақты эрозиядан сақтау мақсатында бір немесе бірнеше қатар ағаштар мен бұталарды отырғызу. Олар көбінесе шаруашылықтарда егістіктердің шетіне тікұшақтар түрінде отырғызылады. Дұрыс жобаланған жағдайда, үйдегі желден қорғаныш жылыту және салқындату шығындарын азайтып, энергияны үнемдеуге көмектеседі. Желден қорғаныштар қардың жолдарға немесе аулаларға үйіліп қалмауына да себін тигізеді. Шаруалар кейде желден қорғаныштарды қарды жинап, көктемде еріген кезде сумен қамтамасыз ету үшін пайдаланады. Басқа да артықшылықтары: егістіктер маңындағы микроклиматты жақсарту (түнде аз кептіру және суыту), жабайы жануарларға орта жасау, ал кейбір аймақтарда ағаштардан ағаш-құрылыс материалдарын алу. Желден қорғану және аралас егіншілік аллеялық егіншілік деп аталатын шаруашылық тәжірибесінде біріктіріледі, немесе өзен жағалауындағы қорғау жолақтары бойында орналастырылады. Егістіктер әртүрлі дақылдар қатарымен отырғызылады, ал ағаштар жеміс, ағаш-құрылыс материалдарын береді немесе егінді желден қорғайды. Аллеялық егіншілік Үндістан, Африка және Бразилияда ерекше табысқа ие болды, мұнда кофе өсірушілер шаруашылық пен орман шаруашылығын біріктірген. Қоршау белдеуінің тағы бір пайдасы – шаруашылықты басты жолдан немесе тас жолдан қорғау. Бұл тас жолдың көрінісін азайту, көлік шуын басу және шаруашылық жануарлары мен жол арасындағы қауіпсіздікті арттыру арқылы шаруашылық ландшафтын жақсартады. "Желден қорғағыштар" деп аталатын қоршаулар да қолданылады. Әдетте мақта, нейлон, брезент және қайта өңделген желкендерден жасалған, желден қорғағыштар үш немесе одан көп бөліктен тұрады, олар панельге тігілген қалталарға салынатын тіреулермен бекітіледі. Содан кейін тіреулер жерге қадалып, желден қорғағыш құрылады. Желден қорғағыштар немесе "жел қоршаулары" ашық далалар, өнеркәсіптік жинақтар және шаңды өнеркәсіптік операциялар сияқты эрозияға бейім аймақтарда желдің жылдамдығын азайту үшін қолданылады. Эрозия желдің жылдамдығының кубіне пропорционалды болғандықтан, желдің жылдамдығын 1/2-ге азайту (мысалы) эрозияны 87,5%-ға азайтады. Желден қорғаныштармен жасалған желсіз аймақтар жел көлеңкелері деп аталады. Желден қорғаныштар пестицидтердің таралуын азайтуға көмектеседі.
crops left to dry in the wind with the appearance of hedgerows
A windbreak (shelterbelt) is a planting usually made up of one or more rows of trees or shrubs planted in such a manner as to provide shelter from the wind and to protect soil from erosion. They are commonly planted in hedgerows around the edges of fields on farms. If designed properly, windbreaks around a home can reduce the cost of heating and cooling and save energy. Windbreaks are also planted to help keep snow from drifting onto roadways or yards. Farmers sometimes use windbreaks to keep snow drifts on farm land that will provide water when the snow melts in the spring. Other benefits include contributing to a microclimate around crops (with slightly less drying and chilling at night), providing habitat for wildlife, and, in some regions, providing wood if the trees are harvested. Windbreaks and intercropping can be combined in a farming practice referred to as alleycropping, or being deployed along riparian buffer stripes. Fields are planted in rows of different crops surrounded by rows of trees. These trees provide fruit, wood, or protect the crops from the wind. Alley cropping has been particularly successful in India, Africa, and Brazil, where coffee growers have combined farming and forestry. A further use for a shelterbelt is to screen a farm from a main road or motorway. This improves the farm landscape by reducing the visual incursion of the motorway, mitigating noise from the traffic and providing a safe barrier between farm animals and the road. Fences called "windbreaks" are also used. Normally made from cotton, nylon, canvas, and recycled sails, windbreaks tend to have three or more panels held in place with poles that slide into pockets sewn into the panel. The poles are then hammered into the ground and a windbreak is formed. Windbreaks or "wind fences" are used to reduce wind speeds over erodible areas such as open fields, industrial stockpiles, and dusty industrial operations. As erosion is proportional to wind speed cubed, a reduction of wind speed of 1/2 (for example) will reduce erosion by 87.5%. Sheltered, windless areas created by windbreaks are called wind shadows. Windbreaks can mitigate the effects of pesticide drift.
Жел кедергісі аэродинамикасы
Жел желге қарсы немесе қорғаныш белдеуі сияқты тесікті кедергіге кездескенде, жел соққан жағында ауа қысымы артады, ал желдің ар жағында төмендейді. Осының салдарынан, кедергіге жақындаған ауа ағыны бұзылады, оның бір бөлігі кедергіден асып өтеді, нәтижесінде жоғары жылдамдықты жел ағыны пайда болады. Ауа ағынының қалған бөлігі тосқауыл арқылы оның шетіне дейін төмен қарай жылжиды, қорғаныш белдеуінің ені бойынша қысымның төмендеуімен итемеленеді; ол қайтадан пайда болғанда, ауа ағыны одан әрі бұзылады, өйткені оның ауа қысымы қоршаған ортаға бейімделеді. Бұл желдің жылдамдығын азайтады, желдің ар жағында шамамен 3-5 есе биіктікте ең төменгі деңгейге жетеді. Осы нүктеден кейін желдің жылдамдығы жоғарыдағы жылдам ағынның көмегімен қалпына келеді. Рейнольдс орташаланған Навье-Стокстің теңдеулері тұрғысынан қарағанда, бұл әсерлер жапырақтар мен бұтақтардың сүйреуінен туындаған импульс жоғалуынан болады және дене күші fi (таратылған импульс шөгіндісі) арқылы көрсетіледі. Желдің соққысы желдің орташа жылдамдығын азайтады және оны тұрақсыз етеді, нәтижесінде желдің араласуы желдің қарсы жағындағыдай тиімді болмайды. Сонымен қатар, желдің мінез-құлқындағы барлық өзгерістер аймақтың қоршаған ортасына өзгерістер әкеледі. Мысалы, жер бетінің энергия бюджетіне әсер етуі мүмкін, өйткені баяу жел күннен келетін жылуды тиімді түрде таратуға қабілетсіз; бұл тенденция желдің ар жағында кері қайтаруы мүмкін, ал желден қашу биіктігінен 8 есе артық жерде, желден қашу жер бетінің температурасын төмендетуі мүмкін.
Желдену ұйымдары
Ұлы жазықтардың қоршау жолағы – 1930 жылдардағы шаңды дауыл кезеңінде АҚШ далаларында қоршау жолақтарын құруға бағытталған американдық жоба. Канаданың Саскачеван провинциясындағы Индиан-Хед қаласындағы Далалық шаруашылықты жаңарту басқармасы шамамен 100 жыл бойы далалық фермерлерге топырақ эрозиясын азайту және даладағы тұрмыс деңгейін жақсарту мақсатында көшеттерге субсидия берді.