1月15日，美國加州為應(yīng)對(duì)持續(xù)旱情而通過的限水令將生效，其中包括“在暴雨后48小時(shí)內(nèi)禁止給草坪澆水，或向人行道上灑水”這樣看上去有些苛刻的條款。但，如果了解到加州去年夏天經(jīng)歷“特大旱情”、全州處于“極端干旱”或“異常干旱”狀態(tài)的背景后，便不會(huì)覺得這些節(jié)水條款苛刻了。
過去幾個(gè)月，拉尼娜現(xiàn)象影響包括美國在內(nèi)的全球多個(gè)地區(qū)，導(dǎo)致這些地區(qū)出現(xiàn)干旱缺水的情況。在新冠肺炎疫情全球蔓延近兩年的背景下，水資源短缺、用水安全重新成為全球重點(diǎn)議題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球大約25億人口（占全球人口36%）生活在缺水地區(qū)。水資源短缺問題十分重要，因?yàn)樗鼘?duì)人類及地球其他生命造成威脅，也給氣候變化、土地荒漠化、全球水污染率升高帶來新的影響因素。
在高效用水節(jié)水方面，身處中東沙漠地區(qū)的以色列為全球做出了榜樣，用當(dāng)?shù)厝嗽捳f，這是“一片流著奶和蜜的土地”。近年來，以色列不僅研發(fā)了海水淡化、污水處理、農(nóng)業(yè)滴灌技術(shù)等諸多領(lǐng)先的水資源技術(shù)，同時(shí)在水資源管理和利用領(lǐng)域也取得了舉世矚目的成就。
水奇跡
嚴(yán)重缺水卻創(chuàng)造水資源利用奇跡
以色列，在希伯來語中意為“與神角力者”。盡管享有流著奶和蜜的美名，實(shí)際上，“神”并沒有給予以色列更寬厚的優(yōu)待。
位于地中海東南沿岸的以色列國土面積只有大約2.6萬平方千米，居住人口卻達(dá)921萬，即便如此，其實(shí)際管轄國土面積中約一半以上為沙漠地區(qū)，年降水量只有25毫米。受地中海氣候特點(diǎn)影響，以色列的夏季漫長(zhǎng)而又炎熱少雨，冬季略冷濕潤，70%-80%的降雨是在11月到次年3月份之間降下的，而且降雨多集中在北部山區(qū)和東部平原地區(qū)，其與南部?jī)?nèi)蓋夫沙漠地區(qū)降雨量差值可達(dá)900毫米，降雨時(shí)空分布十分不均。如此現(xiàn)狀，也造成了以色列淡水資源匱乏，其人均水資源270噸，不到全球平均水平的1/30，約為我國平均水平的1/8。從人均水資源占有量來看，以色列屬于嚴(yán)重缺水的國家。
以色列開國總統(tǒng)魏茨曼曾說過，“只要給我們一碗水，一顆種子，這個(gè)民族就能生存”。 在水資源如此匱乏的條件下，以色列人創(chuàng)造了水資源利用的奇跡：不僅可以為本國居民提供安全的飲用水源和本國所需95%的糧食，每年生產(chǎn)的水果、蔬菜、花卉植物等大量農(nóng)產(chǎn)品還向德國、法國、荷蘭、意大利、瑞士等歐洲國家出口，賺取巨額外匯，被稱為歐洲的菜籃子和花園子。
以色列在海水淡化、污水回收處理、農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)等領(lǐng)域位居世界前列，在國內(nèi)水經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的支撐下，以色列大力對(duì)外開展水資源和水處理技術(shù)合作。2014年以色列政府與美國加利福尼亞州簽署了合作協(xié)議，水資源合作是該協(xié)議的一項(xiàng)重要內(nèi)容。2017年，以色列與印度正式建立水與農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略合作關(guān)系，簽署了《水資源保護(hù)和飲用水協(xié)議》，推動(dòng)在水資源利用、節(jié)水技術(shù)、水凈化等領(lǐng)域的合作。以色列國際發(fā)展合作中心2017年度報(bào)告顯示，非洲國家仍是該機(jī)構(gòu)對(duì)外工作的重點(diǎn)，2017年該機(jī)構(gòu)與非洲的喀麥隆、埃塞俄比亞、加納、肯尼亞、盧旺達(dá)等國家在水資源管理和灌溉技術(shù)領(lǐng)域展開了富有成效的合作。如今，以色列與世界數(shù)十個(gè)國家在水資源領(lǐng)域展開了合作，有效推動(dòng)了以色列經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
水密碼
創(chuàng)新技術(shù)海水污水變資源
精準(zhǔn)施策實(shí)現(xiàn)自給自足
以色列之所以能夠在極端缺水的條件下實(shí)現(xiàn)水資源自給自足并創(chuàng)造了農(nóng)業(yè)奇跡，究其原因，無非是“開源”“節(jié)流”。嚴(yán)峻的水資源形勢(shì)使以色列人具有較強(qiáng)的水危機(jī)意識(shí)，從以色列建國開始，他們就在不斷進(jìn)行開拓水資源和節(jié)約用水等方面的研究。無論是世界領(lǐng)先的海水淡化技術(shù)，還是創(chuàng)新發(fā)明的污水處理技術(shù)，抑或是科學(xué)嚴(yán)格的水管理方法、完善的水法水稅，乃至當(dāng)?shù)孛癖娚钊牍撬璧墓?jié)水意識(shí)，都是以色列人在水資源的利用和管理方面進(jìn)行長(zhǎng)期探索的結(jié)果。
開源1
建全國輸水系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源均衡供水
以色列水資源時(shí)空分布不均勻，其北部水資源占全國水資源的80%，南部水資源只占20%，而南部實(shí)際可供灌溉的土地高達(dá)65%。為解決南北水資源供需不平衡的問題，以色列從建國初期就開始建設(shè)全國性的水網(wǎng)工程，將約旦河上游的太巴列湖湖水輸送到內(nèi)蓋夫沙漠地區(qū)。該工程從1952年開始建設(shè)，耗資1.75億美元，用11年時(shí)間建成了145公里長(zhǎng)的“北水南調(diào)”輸水系統(tǒng)。這條輸水系統(tǒng)1964年建成并投入使用，使得全國一半以上的耕地得到灌溉，極大地促進(jìn)了農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的提升。如今，隨著農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的進(jìn)步、種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整及城市的發(fā)展，農(nóng)業(yè)灌溉用水目前僅占20%，其余80%均用于生活用水及少量的工業(yè)用水。此后，由于用水需求的增加，以色列又在國家引水渠工程的基礎(chǔ)上修建了幾條支流，形成了一個(gè)覆蓋全國大部分人口密集區(qū)的巨大輸水系統(tǒng)，每天可輸送170萬立方米的水。目前，以色列全國各地均不同程度地受益于國家引水渠工程。
開源2
多渠道增加淡水來源
提及淡水來源，不得不說以色列舉世聞名的海水淡化技術(shù)。該技術(shù)通過從地中海引水，用砂過濾器過濾掉大的顆粒物。通過高壓水泵，將海水打入圓柱形多級(jí)聚合物過濾器。逐級(jí)變小的微孔可過濾掉微粒、微生物以及大分子。在最后階段，近乎于純凈的水透過反滲透膜，99.8%的鹽和其他礦物質(zhì)被截留下來，最后再經(jīng)過反滲透后的處理系統(tǒng)，最終將含鹽量高達(dá)35000毫克/升的海水變成鹽分僅為30毫克/升的淡水（人類只能飲用含鹽量400毫克/升以下的水）。
除了海水，以色列地下還儲(chǔ)藏有大量的苦咸水。與海水相比，苦咸水的鹽度較低，淡化成本要比淡化海水的成本低一倍左右。因此，以色列在建造大型海水淡化之前，首先建造并投入使用的是成本更低的苦咸水淡化工廠。
此外，雨水也是以色列的重要淡水來源。每年的11月到次年3月的雨水季，以色列通過屋頂雨水收集和利用地形地勢(shì)進(jìn)行區(qū)域雨水收集，用作生活用水、農(nóng)業(yè)灌溉、補(bǔ)充地下水乃至凈化后飲用。如今，借助于發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)技術(shù)及高敏感度的映射技術(shù)，以色列的雨水收集技術(shù)得到了質(zhì)的提升。目前每年所有的雨水收集總量大約為0.7億立方米，其中0.4億立方米用于補(bǔ)充地下水資源，在增加以色列水資源總量的同時(shí)也是對(duì)以色列水資源環(huán)境的保護(hù)。
開源3
城市污水回收處理再利用
以色列水務(wù)管理者認(rèn)為，污水再生利用是相較于雨水而言更為穩(wěn)定可靠的水資源，因其不會(huì)受氣候變化、降雨量多寡的影響。以色列的污水處理主要是為解決農(nóng)業(yè)灌溉問題而進(jìn)行的，污水處理和再利用是以色列淡水資源開源的一個(gè)重要措施。目前，以色列全國城市污水處理主要再生用于農(nóng)業(yè)灌溉，再生利用率達(dá)到了86％左右。
以色列污水處理采用的是生物處理技術(shù)。技術(shù)人員研發(fā)了一種心形環(huán)大小的塑料結(jié)構(gòu)“生物質(zhì)載體”設(shè)備，擁有很大的表面積，該設(shè)備置于污水中不斷攪動(dòng)，其上不計(jì)其數(shù)的細(xì)菌就在污水中享用“美食”，幾個(gè)小時(shí)后，渾濁黑臭的污水，就會(huì)變成可以灌溉農(nóng)田的再生水了。
1972年，以色列制定了《國家污染水再利用工程》計(jì)劃，開始了大規(guī)模的污水再利用，規(guī)定城市的污水至少應(yīng)回收處理利用1次。目前，100%的生活污水和72%的城市污水得到了回用，而污水處理后的出水46%直接回用于灌溉、33.3%回灌于地下、約20%排入河道。特拉維夫市附近的沙夫丹污水凈化廠是世界上最大的污水處理廠，主要用于處理該城市排出的工業(yè)和生活污水，日處理污水34萬立方米。
節(jié)流1
推廣農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)
在水資源匱乏的條件下，以色列非常重視節(jié)水農(nóng)業(yè)的研究，大力推廣節(jié)水灌溉技術(shù)。以色列的灌溉農(nóng)田都采用了噴、滴灌等現(xiàn)代灌溉技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)，灌溉水平均利用率達(dá)90%。使用這些方法灌溉的獨(dú)特之處在于水分可以在土壤中均勻擴(kuò)散，減少了水分的蒸發(fā)和滲漏。據(jù)稱，以色列的滴灌技術(shù)早已開發(fā)到第六代。自20世紀(jì)70年代以來，滴灌面積發(fā)展很快。早在1999年，以色列80%以上的灌溉農(nóng)田已經(jīng)應(yīng)用滴灌，10%為微噴，5%為移動(dòng)噴灌。使用滴灌以后，以色列農(nóng)業(yè)用水總量幾十年來一直穩(wěn)定在13億立方米（占總供水量的62%），農(nóng)業(yè)產(chǎn)出卻翻了5番。
微灌方式則普遍采用計(jì)算機(jī)控制。埋在地下的濕度傳感器，可以傳回有關(guān)土壤濕度的信息，還有的傳感系統(tǒng)能通過檢測(cè)植物的莖和果實(shí)的直徑變化，來決定對(duì)植物的灌溉間隔。通過灌溉控制器，精確設(shè)定每次灌水起始時(shí)間和灌溉范圍，從而對(duì)灌溉過程的控制達(dá)到相當(dāng)高的精度。微灌方法的采用還給施肥技術(shù)帶來了極大的變化，它導(dǎo)致了一個(gè)全新的概念———水肥灌溉的興起。滴灌系統(tǒng)進(jìn)行施肥，直接接觸植物的根部，可以避免浪費(fèi)。
節(jié)流2
對(duì)水資源實(shí)施統(tǒng)一管理
從1955年以來，以色列先后頒布了《水法》《水井控制法》《量水法》等?！端ā芬?guī)定所有水資源歸國家所有，并設(shè)立水利委員會(huì)負(fù)責(zé)制定水政策、發(fā)展規(guī)劃、用水計(jì)劃、供水配額、水土保護(hù)、防止污染、廢水凈化、海水淡化等有關(guān)資源使用開發(fā)與管理的具體工作。
此外，國家通過經(jīng)濟(jì)手段鼓勵(lì)節(jié)水。由于水資源送達(dá)到使用部門的過程中所需的成本不等以及使用部門之間的差異，不同部門的用水收費(fèi)方式也以不同法律法規(guī)作出規(guī)定，并以不同的經(jīng)濟(jì)手段調(diào)節(jié)，這樣不僅保證了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活的用水需求，而且促使人們研制和開發(fā)新的節(jié)水技術(shù)，使得以色列的節(jié)水農(nóng)業(yè)取得巨大成就，節(jié)水技術(shù)和海水淡化技術(shù)在世界上排名前列。。
以色列水務(wù)管理者認(rèn)為，最好的節(jié)水宣傳是從娃娃抓起，并讓孩子將節(jié)水理念帶入家庭，進(jìn)而教給父母。每年全國性兒童節(jié)也是當(dāng)?shù)亓?xí)俗的潑水節(jié)，以色列人最擔(dān)心的問題是：如何既保留童趣，又避免浪費(fèi)水。很多年過去，國家并沒有禁止這個(gè)節(jié)日，但參與潑水的人卻越來越少了。
水經(jīng)濟(jì)
海水淡化：成本控制約為0.55美元/立方米
海水淡化廠的生產(chǎn)成本主要由兩部分組成，一是電力成本，即海水淡化過程中所需要的能源。海水淡化需要高壓處理，屬于高耗能產(chǎn)業(yè)，所以電力成本構(gòu)成了工廠的重要運(yùn)營成本。二是融資成本，主要是指固定資產(chǎn)的投資，利率、消費(fèi)價(jià)格指數(shù)、匯率、設(shè)備折舊、土地價(jià)格等都是影響融資成本的因素。
以色列IDE海水淡化技術(shù)公司是全球領(lǐng)先的水處理技術(shù)企業(yè)，它建設(shè)運(yùn)營的阿什凱隆、哈代拉和索雷科3家海水淡化工廠日產(chǎn)淡水量分別為39.6萬立方米、52.5萬立方米和62.4萬立方米。以2005年投產(chǎn)的阿什凱隆工廠為例，該廠生產(chǎn)的淡水出售給政府的價(jià)格約為每立方米0.6美元。而以色列環(huán)境經(jīng)濟(jì)方面專家表示，目前以色列海水淡化工廠的生產(chǎn)成本基本保持在每立方米0.5至0.55美元的水平區(qū)間。
一般來說，電力成本大約占總成本的一半。有效控制電力成本是以色列海水淡化總體生產(chǎn)成本較低的重要原因。比如，阿什凱隆和索雷科廠都有自己獨(dú)立的發(fā)電廠，可以實(shí)現(xiàn)電力自給，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電水聯(lián)產(chǎn)，海水淡化廠充分利用峰谷電價(jià)差，即“削峰填谷”，降低電力成本。同時(shí)，多余電量還可賣給國家電力公司。
其次，不斷研發(fā)創(chuàng)新、投入使用新的技術(shù)也是成本控制有效的重要因素。目前以色列主要采用反向滲透膜技術(shù)淡化海水，通過將海水加壓，經(jīng)細(xì)密的分子薄膜過濾，將鹽類和其他雜質(zhì)去掉。
污水處理后用于灌溉：可極大減少 溫室氣體排放
對(duì)于污水回收利用，人們看法大有不同。新加坡的水大多依賴于鄰國馬來西亞與印度尼西亞的供應(yīng)，廢水經(jīng)處理后也用于飲用水。而美國加州民眾強(qiáng)烈反對(duì)將處理后的廢水注入到地下蓄水層中。而在以色列，處理后的廢水則用于灌溉，由國家管理的分配系統(tǒng)來供應(yīng)。
在以色列，污水處理廠遍及全國，作為世界水資源回收利用率最高的國家，其水資源回收率達(dá)86%，比排在第二位的西班牙高出了5倍多。
位于特拉維夫南部的沙夫丹污水處理廠每天處理250萬人口產(chǎn)生的40萬立方米污水，在這個(gè)世界最大污水處理回收廠里，處理過的污水從沉降池內(nèi)引出，經(jīng)過沙土過濾后，可直接澆灌工廠內(nèi)的綠地。沙夫丹污水處理廠作為以色列最大的單點(diǎn)水源，能滿足內(nèi)蓋夫沙漠60%的農(nóng)業(yè)用水。
以色列在污水治理和回收領(lǐng)域持有一項(xiàng)世界紀(jì)錄——將近90%的廢水治理并回收應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。這項(xiàng)技術(shù)如果在全球加以推廣，讓治理后的凈化水流回自然和農(nóng)業(yè)，將有可能極大減少溫室氣體排放，預(yù)防環(huán)境污染，防止對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)造成破壞。本版撰文：申衛(wèi)峰
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