以色列：沙漠里的“水硅谷”

1月15日，美国加州为应对持续旱情而通过的限水令将生效，其中包括“在暴雨后48小时内禁止给草坪浇水，或向人行道上洒水”这样看上去有些苛刻的条款。但，如果了解到加州去年夏天经历“特大旱情”、全州处于“极端干旱”或“异常干旱”状态的背景后，便不会觉得这些节水条款苛刻了。

过去几个月，拉尼娜现象影响包括美国在内的全球多个地区，导致这些地区出现干旱缺水的情况。在新冠肺炎疫情全球蔓延近两年的背景下，水资源短缺、用水安全重新成为全球重点议题。据统计，全球大约25亿人口（占全球人口36%）生活在缺水地区。水资源短缺问题十分重要，因为它对人类及地球其他生命造成威胁，也给气候变化、土地荒漠化、全球水污染率升高带来新的影响因素。

在高效用水节水方面，身处中东沙漠地区的以色列为全球做出了榜样，用当地人话说，这是“一片流着奶和蜜的土地”。近年来，以色列不仅研发了海水淡化、污水处理、农业滴灌技术等诸多领先的水资源技术，同时在水资源管理和利用领域也取得了举世瞩目的成就。

水奇迹

严重缺水却创造水资源利用奇迹

以色列，在希伯来语中意为“与神角力者”。尽管享有流着奶和蜜的美名，实际上，“神”并没有给予以色列更宽厚的优待。

位于地中海东南沿岸的以色列国土面积只有大约2.6万平方千米，居住人口却达921万，即便如此，其实际管辖国土面积中约一半以上为沙漠地区，年降水量只有25毫米。受地中海气候特点影响，以色列的夏季漫长而又炎热少雨，冬季略冷湿润，70%-80%的降雨是在11月到次年3月份之间降下的，而且降雨多集中在北部山区和东部平原地区，其与南部内盖夫沙漠地区降雨量差值可达900毫米，降雨时空分布十分不均。如此现状，也造成了以色列淡水资源匮乏，其人均水资源270吨，不到全球平均水平的1/30，约为我国平均水平的1/8。从人均水资源占有量来看，以色列属于严重缺水的国家。

以色列开国总统魏茨曼曾说过，“只要给我们一碗水，一颗种子，这个民族就能生存”。 在水资源如此匮乏的条件下，以色列人创造了水资源利用的奇迹：不仅可以为本国居民提供安全的饮用水源和本国所需95%的粮食，每年生产的水果、蔬菜、花卉植物等大量农产品还向德国、法国、荷兰、意大利、瑞士等欧洲国家出口，赚取巨额外汇，被称为欧洲的菜篮子和花园子。

以色列在海水淡化、污水回收处理、农业节水技术等领域位居世界前列，在国内水经济快速发展的支撑下，以色列大力对外开展水资源和水处理技术合作。2014年以色列政府与美国加利福尼亚州签署了合作协议，水资源合作是该协议的一项重要内容。2017年，以色列与印度正式建立水与农业战略合作关系，签署了《水资源保护和饮用水协议》，推动在水资源利用、节水技术、水净化等领域的合作。以色列国际发展合作中心2017年度报告显示，非洲国家仍是该机构对外工作的重点，2017年该机构与非洲的喀麦隆、埃塞俄比亚、加纳、肯尼亚、卢旺达等国家在水资源管理和灌溉技术领域展开了富有成效的合作。如今，以色列与世界数十个国家在水资源领域展开了合作，有效推动了以色列经济发展。

水密码

创新技术海水污水变资源

精准施策实现自给自足

以色列之所以能够在极端缺水的条件下实现水资源自给自足并创造了农业奇迹，究其原因，无非是“开源”“节流”。严峻的水资源形势使以色列人具有较强的水危机意识，从以色列建国开始，他们就在不断进行开拓水资源和节约用水等方面的研究。无论是世界领先的海水淡化技术，还是创新发明的污水处理技术，抑或是科学严格的水管理方法、完善的水法水税，乃至当地民众深入骨髓的节水意识，都是以色列人在水资源的利用和管理方面进行长期探索的结果。

开源1

建全国输水系统调节资源均衡供水

以色列水资源时空分布不均匀，其北部水资源占全国水资源的80%，南部水资源只占20%，而南部实际可供灌溉的土地高达65%。为解决南北水资源供需不平衡的问题，以色列从建国初期就开始建设全国性的水网工程，将约旦河上游的太巴列湖湖水输送到内盖夫沙漠地区。该工程从1952年开始建设，耗资1.75亿美元，用11年时间建成了145公里长的“北水南调”输水系统。这条输水系统1964年建成并投入使用，使得全国一半以上的耕地得到灌溉，极大地促进了农业产量的提升。如今，随着农业节水技术的进步、种植结构的调整及城市的发展，农业灌溉用水目前仅占20%，其余80%均用于生活用水及少量的工业用水。此后，由于用水需求的增加，以色列又在国家引水渠工程的基础上修建了几条支流，形成了一个覆盖全国大部分人口密集区的巨大输水系统，每天可输送170万立方米的水。目前，以色列全国各地均不同程度地受益于国家引水渠工程。

开源2

多渠道增加淡水来源

提及淡水来源，不得不说以色列举世闻名的海水淡化技术。该技术通过从地中海引水，用砂过滤器过滤掉大的颗粒物。通过高压水泵，将海水打入圆柱形多级聚合物过滤器。逐级变小的微孔可过滤掉微粒、微生物以及大分子。在最后阶段，近乎于纯净的水透过反渗透膜，99.8%的盐和其他矿物质被截留下来，最后再经过反渗透后的处理系统，最终将含盐量高达35000毫克/升的海水变成盐分仅为30毫克/升的淡水（人类只能饮用含盐量400毫克/升以下的水）。

除了海水，以色列地下还储藏有大量的苦咸水。与海水相比，苦咸水的盐度较低，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厂。

此外，雨水也是以色列的重要淡水来源。每年的11月到次年3月的雨水季，以色列通过屋顶雨水收集和利用地形地势进行区域雨水收集，用作生活用水、农业灌溉、补充地下水乃至净化后饮用。如今，借助于发达的计算机技术及高敏感度的映射技术，以色列的雨水收集技术得到了质的提升。目前每年所有的雨水收集总量大约为0.7亿立方米，其中0.4亿立方米用于补充地下水资源，在增加以色列水资源总量的同时也是对以色列水资源环境的保护。

开源3

城市污水回收处理再利用

以色列水务管理者认为，污水再生利用是相较于雨水而言更为稳定可靠的水资源，因其不会受气候变化、降雨量多寡的影响。以色列的污水处理主要是为解决农业灌溉问题而进行的，污水处理和再利用是以色列淡水资源开源的一个重要措施。目前，以色列全国城市污水处理主要再生用于农业灌溉，再生利用率达到了86％左右。

以色列污水处理采用的是生物处理技术。技术人员研发了一种心形环大小的塑料结构“生物质载体”设备，拥有很大的表面积，该设备置于污水中不断搅动，其上不计其数的细菌就在污水中享用“美食”，几个小时后，浑浊黑臭的污水，就会变成可以灌溉农田的再生水了。

1972年，以色列制定了《国家污染水再利用工程》计划，开始了大规模的污水再利用，规定城市的污水至少应回收处理利用1次。目前，100%的生活污水和72%的城市污水得到了回用，而污水处理后的出水46%直接回用于灌溉、33.3%回灌于地下、约20%排入河道。特拉维夫市附近的沙夫丹污水净化厂是世界上最大的污水处理厂，主要用于处理该城市排出的工业和生活污水，日处理污水34万立方米。

节流1

推广农业节水灌溉技术

在水资源匮乏的条件下，以色列非常重视节水农业的研究，大力推广节水灌溉技术。以色列的灌溉农田都采用了喷、滴灌等现代灌溉技术和自动控制技术，灌溉水平均利用率达90%。使用这些方法灌溉的独特之处在于水分可以在土壤中均匀扩散，减少了水分的蒸发和渗漏。据称，以色列的滴灌技术早已开发到第六代。自20世纪70年代以来，滴灌面积发展很快。早在1999年，以色列80%以上的灌溉农田已经应用滴灌，10%为微喷，5%为移动喷灌。使用滴灌以后，以色列农业用水总量几十年来一直稳定在13亿立方米（占总供水量的62%），农业产出却翻了5番。

微灌方式则普遍采用计算机控制。埋在地下的湿度传感器，可以传回有关土壤湿度的信息，还有的传感系统能通过检测植物的茎和果实的直径变化，来决定对植物的灌溉间隔。通过灌溉控制器，精确设定每次灌水起始时间和灌溉范围，从而对灌溉过程的控制达到相当高的精度。微灌方法的采用还给施肥技术带来了极大的变化，它导致了一个全新的概念———水肥灌溉的兴起。滴灌系统进行施肥，直接接触植物的根部，可以避免浪费。

节流2

对水资源实施统一管理

从1955年以来，以色列先后颁布了《水法》《水井控制法》《量水法》等。《水法》规定所有水资源归国家所有，并设立水利委员会负责制定水政策、发展规划、用水计划、供水配额、水土保护、防止污染、废水净化、海水淡化等有关资源使用开发与管理的具体工作。

此外，国家通过经济手段鼓励节水。由于水资源送达到使用部门的过程中所需的成本不等以及使用部门之间的差异，不同部门的用水收费方式也以不同法律法规作出规定，并以不同的经济手段调节，这样不仅保证了工农业生产和人民日常生活的用水需求，而且促使人们研制和开发新的节水技术，使得以色列的节水农业取得巨大成就，节水技术和海水淡化技术在世界上排名前列。。

以色列水务管理者认为，最好的节水宣传是从娃娃抓起，并让孩子将节水理念带入家庭，进而教给父母。每年全国性儿童节也是当地习俗的泼水节，以色列人最担心的问题是：如何既保留童趣，又避免浪费水。很多年过去，国家并没有禁止这个节日，但参与泼水的人却越来越少了。

水经济

海水淡化：成本控制约为0.55美元/立方米

海水淡化厂的生产成本主要由两部分组成，一是电力成本，即海水淡化过程中所需要的能源。海水淡化需要高压处理，属于高耗能产业，所以电力成本构成了工厂的重要运营成本。二是融资成本，主要是指固定资产的投资，利率、消费价格指数、汇率、设备折旧、土地价格等都是影响融资成本的因素。

以色列IDE海水淡化技术公司是全球领先的水处理技术企业，它建设运营的阿什凯隆、哈代拉和索雷科3家海水淡化工厂日产淡水量分别为39.6万立方米、52.5万立方米和62.4万立方米。以2005年投产的阿什凯隆工厂为例，该厂生产的淡水出售给政府的价格约为每立方米0.6美元。而以色列环境经济方面专家表示，目前以色列海水淡化工厂的生产成本基本保持在每立方米0.5至0.55美元的水平区间。

一般来说，电力成本大约占总成本的一半。有效控制电力成本是以色列海水淡化总体生产成本较低的重要原因。比如，阿什凯隆和索雷科厂都有自己独立的发电厂，可以实现电力自给，同时实现电水联产，海水淡化厂充分利用峰谷电价差，即“削峰填谷”，降低电力成本。同时，多余电量还可卖给国家电力公司。

其次，不断研发创新、投入使用新的技术也是成本控制有效的重要因素。目前以色列主要采用反向渗透膜技术淡化海水，通过将海水加压，经细密的分子薄膜过滤，将盐类和其他杂质去掉。

污水处理后用于灌溉：可极大减少 温室气体排放

对于污水回收利用，人们看法大有不同。新加坡的水大多依赖于邻国马来西亚与印度尼西亚的供应，废水经处理后也用于饮用水。而美国加州民众强烈反对将处理后的废水注入到地下蓄水层中。而在以色列，处理后的废水则用于灌溉，由国家管理的分配系统来供应。

在以色列，污水处理厂遍及全国，作为世界水资源回收利用率最高的国家，其水资源回收率达86%，比排在第二位的西班牙高出了5倍多。

位于特拉维夫南部的沙夫丹污水处理厂每天处理250万人口产生的40万立方米污水，在这个世界最大污水处理回收厂里，处理过的污水从沉降池内引出，经过沙土过滤后，可直接浇灌工厂内的绿地。沙夫丹污水处理厂作为以色列最大的单点水源，能满足内盖夫沙漠60%的农业用水。

以色列在污水治理和回收领域持有一项世界纪录——将近90%的废水治理并回收应用在农业领域。这项技术如果在全球加以推广，让治理后的净化水流回自然和农业，将有可能极大减少温室气体排放，预防环境污染，防止对自然生态系统造成破坏。本版撰文：申卫峰