以色列：沙漠裡的“水矽谷”

1月15日，美國加州為應對持續旱情而通過的限水令将生效，其中包括“在暴雨後48小時内禁止給草坪澆水，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曆“特大旱情”、全州處于“極端幹旱”或“異常幹旱”狀态的背景後，便不會覺得這些節水條款苛刻了。

過去幾個月，拉尼娜現象影響包括美國在内的全球多個地區，導緻這些地區出現幹旱缺水的情況。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議題。據統計，全球大約25億人口（占全球人口36%）生活在缺水地區。水資源短缺問題十分重要，因為它對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。

在高效用水節水方面，身處中東沙漠地區的以色列為全球做出了榜樣，用當地人話說，這是“一片流着奶和蜜的土地”。近年來，以色列不僅研發了海水淡化、污水處理、農業滴灌技術等諸多領先的水資源技術，同時在水資源管理和利用領域也取得了舉世矚目的成就。

水奇迹

嚴重缺水卻創造水資源利用奇迹

以色列，在希伯來語中意為“與神角力者”。盡管享有流着奶和蜜的美名，實際上，“神”并沒有給予以色列更寬厚的優待。

位于地中海東南沿岸的以色列國土面積隻有大約2.6萬平方千米，居住人口卻達921萬，即便如此，其實際管轄國土面積中約一半以上為沙漠地區，年降水量隻有25毫米。受地中海氣候特點影響，以色列的夏季漫長而又炎熱少雨，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和東部平原地區，其與南部内蓋夫沙漠地區降雨量差值可達900毫米，降雨時空分布十分不均。如此現狀，也造成了以色列淡水資源匮乏，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，以色列屬于嚴重缺水的國家。

以色列開國總統魏茨曼曾說過，“隻要給我們一碗水，一顆種子，這個民族就能生存”。 在水資源如此匮乏的條件下，以色列人創造了水資源利用的奇迹：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，每年生産的水果、蔬菜、花卉植物等大量農産品還向德國、法國、荷蘭、意大利、瑞士等歐洲國家出口，賺取巨額外彙，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、農業節水技術等領域位居世界前列，在國内水經濟快速發展的支撐下，以色列大力對外開展水資源和水處理技術合作。2014年以色列政府與美國加利福尼亞州簽署了合作協議，水資源合作是該協議的一項重要内容。2017年，以色列與印度正式建立水與農業戰略合作關系，簽署了《水資源保護和飲用水協議》，推動在水資源利用、節水技術、水淨化等領域的合作。以色列國際發展合作中心2017年度報告顯示，非洲國家仍是該機構對外工作的重點，2017年該機構與非洲的喀麥隆、埃塞俄比亞、加納、肯尼亞、盧旺達等國家在水資源管理和灌溉技術領域展開了富有成效的合作。如今，以色列與世界數十個國家在水資源領域展開了合作，有效推動了以色列經濟發展。

水密碼

創新技術海水污水變資源

精準施策實現自給自足

以色列之所以能夠在極端缺水的條件下實現水資源自給自足并創造了農業奇迹，究其原因，無非是“開源”“節流”。嚴峻的水資源形勢使以色列人具有較強的水危機意識，從以色列建國開始，他們就在不斷進行開拓水資源和節約用水等方面的研究。無論是世界領先的海水淡化技術，還是創新發明的污水處理技術，抑或是科學嚴格的水管理方法、完善的水法水稅，乃至當地民衆深入骨髓的節水意識，都是以色列人在水資源的利用和管理方面進行長期探索的結果。

開源1

建全國輸水系統調節資源均衡供水

以色列水資源時空分布不均勻，其北部水資源占全國水資源的80%，南部水資源隻占20%，而南部實際可供灌溉的土地高達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全國性的水網工程，将約旦河上遊的太巴列湖湖水輸送到内蓋夫沙漠地區。該工程從1952年開始建設，耗資1.75億美元，用11年時間建成了145公裡長的“北水南調”輸水系統。這條輸水系統1964年建成并投入使用，使得全國一半以上的耕地得到灌溉，極大地促進了農業産量的提升。如今，随着農業節水技術的進步、種植結構的調整及城市的發展，農業灌溉用水目前僅占20%，其餘80%均用于生活用水及少量的工業用水。此後，由于用水需求的增加，以色列又在國家引水渠工程的基礎上修建了幾條支流，形成了一個覆蓋全國大部分人口密集區的巨大輸水系統，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。該技術通過從地中海引水，用砂過濾器過濾掉大的顆粒物。通過高壓水泵，将海水打入圓柱形多級聚合物過濾器。逐級變小的微孔可過濾掉微粒、微生物以及大分子。在最後階段，近乎于純淨的水透過反滲透膜，99.8%的鹽和其他礦物質被截留下來，最後再經過反滲透後的處理系統，最終将含鹽量高達35000毫克/升的海水變成鹽分僅為30毫克/升的淡水（人類隻能飲用含鹽量400毫克/升以下的水）。

除了海水，以色列地下還儲藏有大量的苦鹹水。與海水相比，苦鹹水的鹽度較低，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鹹水淡化工廠。

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進行區域雨水收集，用作生活用水、農業灌溉、補充地下水乃至淨化後飲用。如今，借助于發達的計算機技術及高敏感度的映射技術，以色列的雨水收集技術得到了質的提升。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充地下水資源，在增加以色列水資源總量的同時也是對以色列水資源環境的保護。

開源3

城市污水回收處理再利用

以色列水務管理者認為，污水再生利用是相較于雨水而言更為穩定可靠的水資源，因其不會受氣候變化、降雨量多寡的影響。以色列的污水處理主要是為解決農業灌溉問題而進行的，污水處理和再利用是以色列淡水資源開源的一個重要措施。目前，以色列全國城市污水處理主要再生用于農業灌溉，再生利用率達到了86％左右。

以色列污水處理采用的是生物處理技術。技術人員研發了一種心形環大小的塑料結構“生物質載體”設備，擁有很大的表面積，該設備置于污水中不斷攪動，其上不計其數的細菌就在污水中享用“美食”，幾個小時後，渾濁黑臭的污水，就會變成可以灌溉農田的再生水了。

1972年，以色列制定了《國家污染水再利用工程》計劃，開始了大規模的污水再利用，規定城市的污水至少應回收處理利用1次。目前，100%的生活污水和72%的城市污水得到了回用，而污水處理後的出水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淨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和生活污水，日處理污水34萬立方米。

節流1

推廣農業節水灌溉技術

在水資源匮乏的條件下，以色列非常重視節水農業的研究，大力推廣節水灌溉技術。以色列的灌溉農田都采用了噴、滴灌等現代灌溉技術和自動控制技術，灌溉水平均利用率達90%。使用這些方法灌溉的獨特之處在于水分可以在土壤中均勻擴散，減少了水分的蒸發和滲漏。據稱，以色列的滴灌技術早已開發到第六代。自20世紀70年代以來，滴灌面積發展很快。早在1999年，以色列80%以上的灌溉農田已經應用滴灌，10%為微噴，5%為移動噴灌。使用滴灌以後，以色列農業用水總量幾十年來一直穩定在13億立方米（占總供水量的62%），農業産出卻翻了5番。

微灌方式則普遍采用計算機控制。埋在地下的濕度傳感器，可以傳回有關土壤濕度的信息，還有的傳感系統能通過檢測植物的莖和果實的直徑變化，來決定對植物的灌溉間隔。通過灌溉控制器，精确設定每次灌水起始時間和灌溉範圍，從而對灌溉過程的控制達到相當高的精度。微灌方法的采用還給施肥技術帶來了極大的變化，它導緻了一個全新的概念———水肥灌溉的興起。滴灌系統進行施肥，直接接觸植物的根部，可以避免浪費。

節流2

對水資源實施統一管理

從1955年以來，以色列先後頒布了《水法》《水井控制法》《量水法》等。《水法》規定所有水資源歸國家所有，并設立水利委員會負責制定水政策、發展規劃、用水計劃、供水配額、水土保護、防止污染、廢水淨化、海水淡化等有關資源使用開發與管理的具體工作。

此外，國家通過經濟手段鼓勵節水。由于水資源送達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方式也以不同法律法規作出規定，并以不同的經濟手段調節，這樣不僅保證了工農業生産和人民日常生活的用水需求，而且促使人們研制和開發新的節水技術，使得以色列的節水農業取得巨大成就，節水技術和海水淡化技術在世界上排名前列。。

以色列水務管理者認為，最好的節水宣傳是從娃娃抓起，并讓孩子将節水理念帶入家庭，進而教給父母。每年全國性兒童節也是當地習俗的潑水節，以色列人最擔心的問題是：如何既保留童趣，又避免浪費水。很多年過去，國家并沒有禁止這個節日，但參與潑水的人卻越來越少了。

水經濟

海水淡化：成本控制約為0.55美元/立方米

海水淡化廠的生産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，屬于高耗能産業，所以電力成本構成了工廠的重要運營成本。二是融資成本，主要是指固定資産的投資，利率、消費價格指數、彙率、設備折舊、土地價格等都是影響融資成本的因素。

以色列IDE海水淡化技術公司是全球領先的水處理技術企業，它建設運營的阿什凱隆、哈代拉和索雷科3家海水淡化工廠日産淡水量分别為39.6萬立方米、52.5萬立方米和62.4萬立方米。以2005年投産的阿什凱隆工廠為例，該廠生産的淡水出售給政府的價格約為每立方米0.6美元。而以色列環境經濟方面專家表示，目前以色列海水淡化工廠的生産成本基本保持在每立方米0.5至0.55美元的水平區間。

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産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立的發電廠，可以實現電力自給，同時實現電水聯産，海水淡化廠充分利用峰谷電價差，即“削峰填谷”，降低電力成本。同時，多餘電量還可賣給國家電力公司。

其次，不斷研發創新、投入使用新的技術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淡化海水，通過将海水加壓，經細密的分子薄膜過濾，将鹽類和其他雜質去掉。

污水處理後用于灌溉：可極大減少 溫室氣體排放

對于污水回收利用，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，廢水經處理後也用于飲用水。而美國加州民衆強烈反對将處理後的廢水注入到地下蓄水層中。而在以色列，處理後的廢水則用于灌溉，由國家管理的分配系統來供應。

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250萬人口産生的40萬立方米污水，在這個世界最大污水處理回收廠裡，處理過的污水從沉降池内引出，經過沙土過濾後，可直接澆灌工廠内的綠地。沙夫丹污水處理廠作為以色列最大的單點水源，能滿足内蓋夫沙漠60%的農業用水。

以色列在污水治理和回收領域持有一項世界紀錄——将近90%的廢水治理并回收應用在農業領域。這項技術如果在全球加以推廣，讓治理後的淨化水流回自然和農業，将有可能極大減少溫室氣體排放，預防環境污染，防止對自然生态系統造成破壞。本版撰文：申衛峰