以色列農(nóng)業(yè)水資源的可持續(xù)利用

王維漢，毛 前

(浙江水利水電學(xué)院 水利與環(huán)境工程學(xué)院，浙江 杭州 310018)

0 引 言

以色列地處地中海西岸，北靠黎巴嫩，東瀕敘利亞和約旦，西南邊接壤埃及，實(shí)際管轄國(guó)土面積(包括約旦河西岸部分地區(qū)和戈蘭高地等)約為2.6萬km2.以色列的地形南北狹長(zhǎng)，可以分為四個(gè)部分，西部靠近地中海的地區(qū)為平原地區(qū)，中部為丘陵山地，東部為約旦大裂谷，南部為荒漠地區(qū).以色列屬于典型的地中海氣候，夏季漫長(zhǎng)而又炎熱少雨，冬季略冷濕潤(rùn).以色列的降雨時(shí)空分布十分不均，70%～80%的降雨是在11月到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)，漫長(zhǎng)炎熱的夏季通常是無雨季節(jié).南部的內(nèi)蓋夫沙漠及約旦河大裂谷地區(qū)降雨量很少，通常全年只有200 mm左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于該地區(qū)的蒸發(fā)量(約2 500 mm).冬季的降雨歷史短，有時(shí)又會(huì)造成水土流失和洪災(zāi).

截止到2012年12月，以色列人口已超過798萬，主要為猶太人，約601萬人，也是世界上唯一以猶太人為主體的國(guó)家.以色列是中東地區(qū)最強(qiáng)大的國(guó)家，也是唯一的發(fā)達(dá)國(guó)家.以色列對(duì)于科學(xué)和科技的發(fā)展貢獻(xiàn)非常突出，在遺傳學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、農(nóng)業(yè)、工程學(xué)以及其他技術(shù)產(chǎn)業(yè)上貢獻(xiàn)卓著，尤其是在農(nóng)業(yè)節(jié)水領(lǐng)域更是引領(lǐng)著世界節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向.因此，分析和總結(jié)以色列農(nóng)業(yè)水資源的可持續(xù)利用對(duì)于我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、節(jié)水灌溉技術(shù)的創(chuàng)新都具有十分重要的意義.

1 以色列水資源現(xiàn)狀

以色列的自然地理?xiàng)l件并不適合人類居住和發(fā)展.國(guó)土面積中的大部分屬于山地和沙漠，而且降雨量時(shí)空分布不均.多年平均降水量西部北部多，東部南部少，西部北部多年平均降水量能達(dá)到800 mm，而東部南部只有200 mm左右，而且蒸發(fā)量(約2 500 mm)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于降雨量.這樣的地理氣候條件是不適合發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，但以色列人用自己的智慧，發(fā)明了滴灌，用科技來支持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量多幅度提高，不僅實(shí)現(xiàn)了自給自足，而且大量出口國(guó)外，創(chuàng)造了令世人矚目的“沙漠奇跡”[1].

以色列全國(guó)淡水資源比較匱乏，總淡水資源量約20億m3，人均淡水資源占有量不足370 m3，約為世界平均水平的5%[2].以色列的淡水資源分布不均，大量的淡水資源集中在北部的加利利湖(the Sea of Galilee)，這里是以色列境內(nèi)最大的淡水湖.加利利湖周長(zhǎng)53 km，湖面長(zhǎng)21 km，寬度約13 km，面積約166 km2，湖周圍集雨面積達(dá)2 730 km2，總蓄水量約43億m3.約旦河是加利利湖的唯一注入河流，全長(zhǎng)約300 km，年徑流5.1億m3，下約旦河從加利利湖每年流出0.4億m3，附近居民消耗0.8億m3，抽入國(guó)家供水系統(tǒng)3.9億m3，通過國(guó)家供水調(diào)控，加利利湖的總水量能夠保持平衡.

以色列除地表淡水湖資源外，其西部平原地區(qū)的地下含水層、北部山區(qū)的自然降雨以及目前大量的再生水(污水處理和海水淡化)也是其淡水資源的重要來源.

2 以色列農(nóng)業(yè)水資源的高效利用

2.1 以色列全國(guó)輸水系統(tǒng)

以色列全國(guó)輸水系統(tǒng)(NATIONAL WATER CARRIER)，從1953年起開始建設(shè)，1964年最終建成，耗資1.47億美元，主管道130 km，5 000 km分輸水管道及退水管道遍布全國(guó)各地.它通過在加利利湖附近建立巨型泵站，把水頭落差達(dá)372 m的湖水抽到湖邊152m的高地上，經(jīng)過處理后的湖水再通過地下管道輸送到南方各地.

由于再生水(主要是海水淡化水和處理后的生活污水)技術(shù)的快速發(fā)展，加利利湖水不再是全國(guó)最主要的淡水資源.隨著再生水、地下水的加入，現(xiàn)在的全國(guó)輸水系統(tǒng)已經(jīng)更加完善，它把各種水源連接成為一個(gè)整體，并實(shí)現(xiàn)由計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)控制，由麥考羅特(MEKOROT)水公司統(tǒng)一管理.國(guó)家輸水系統(tǒng)不僅用于供水，而且還可用于灌溉排水，同時(shí)將多余的再生水補(bǔ)給沿海地區(qū)的地下含水土層.

2.2 滴灌技術(shù)

滴灌是將具有一定壓力的水，過濾后通過滴灌帶或滴頭以水滴的形式均勻地滴入作物根部附近濕潤(rùn)土壤的一種灌水方法.滴灌技術(shù)最早由以色列人發(fā)明，也是最能展現(xiàn)以色列人聰明才智的技術(shù)之一.從1962年發(fā)現(xiàn)并發(fā)明滴灌技術(shù)至今，以色列全國(guó)從北到南全面普及推廣了滴灌技術(shù)，目前全國(guó)80%以上農(nóng)業(yè)灌溉方式采用的是滴灌技術(shù)，并且隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，普遍采用電腦智能控制模式，能夠根據(jù)作物的需水、需肥信息，按時(shí)按量將水、肥料甚至農(nóng)藥直接送入作物根部.現(xiàn)在隨著第五代甚至第六代滴灌帶產(chǎn)品的應(yīng)用，滴灌的均勻性更容易控制，即使田塊不夠規(guī)整，有一定的坡度或者距離較遠(yuǎn)，也同樣能保持灌水的均勻性.滴灌技術(shù)極大地提高了農(nóng)作物的單位面積產(chǎn)量，使得30年來以色列農(nóng)業(yè)用水穩(wěn)定在13億m3，產(chǎn)量翻了5倍[3].

電腦控制的水、肥、農(nóng)藥滴噴灌系統(tǒng)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ).目前，以色列農(nóng)業(yè)滴灌技術(shù)一個(gè)很重要的理念是“給作物供水，而不是灌溉土壤”.由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制水、肥料和農(nóng)藥的使用，將水、肥和農(nóng)藥直接送到植物最易吸收的根部，一次完成，而不是把整個(gè)土壤都濕潤(rùn).

2.3 海水淡化技術(shù)

通過一定的技術(shù)手段從海水中取得淡水的過程稱為海水淡化.海水淡化技術(shù)是水資源匱乏國(guó)家最主要的開源措施之一，可以增加淡水的供應(yīng)量，而且不受時(shí)空條件的影響，水質(zhì)好，供水穩(wěn)定，隨著技術(shù)的進(jìn)步，價(jià)格日趨合理.常用的海水淡化方法有電滲析法、蒸餾法和反滲透法.采用反滲透膜的反滲透法(RO，Reverse Osmosis)，設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單，操作方便，成為目前應(yīng)用最廣泛的方法.

以色列獨(dú)特的地理氣候條件決定了其淡水資源的供需矛盾，而海水淡化技術(shù)的進(jìn)步和豐富的海水資源使得以色列人看到了解決淡水資源供需的矛盾的根本出路，于是，以色列政府在1999年制定了“大規(guī)模海水淡化計(jì)劃”，目的想從根本上解決其水資源的供需矛盾.該計(jì)劃提出，截止2015年，海水淡化水量要占到以色列淡水總需求量的22.5%，占生活總用水的62.5%；截止2025年，海水淡化水量要占到以色列淡水總需求量的28.5%，占生活總用水的70%；截止2050年，海水淡化水量要占到以色列淡水總需求量的41%，生活用水將全部來自海水淡化水.多余的淡化水，將用于以色列生態(tài)用水[4].

以色列的“海水淡化”目前主要解決“吃水”問題.反滲透技術(shù)的大量使用使得海水淡化成本大為降低，每立方僅為0.53美元.2000年后，以色列相繼建設(shè)了一些海水淡化工廠.目前，以色列地中海邊建有海德拉海水淡化廠、阿詩克隆海水淡化廠和帕瑪契海水淡化廠，在南部地區(qū)還有國(guó)家水務(wù)公司經(jīng)營(yíng)的31家小規(guī)模的淡化廠，主要負(fù)責(zé)咸水和廢水的淡化.

海德拉海水淡化廠在特拉維夫附近，位于海德拉市，年產(chǎn)淡水1.27億m3，目前接入國(guó)家輸水系統(tǒng)，能提供全國(guó)2/3的飲用水，是目前世界上最大的使用反滲透技術(shù)的海水淡化廠.

2.4 污水處理及應(yīng)用技術(shù)

污水處理(Sewage Treatment；Wastewater Treatment) 是為使污水達(dá)到再次使用的水質(zhì)要求，并對(duì)其進(jìn)行凈化的過程.按其來源分類，可分為生產(chǎn)污水處理和生活污水處理.生產(chǎn)污水包括工業(yè)污水、農(nóng)業(yè)污水以及醫(yī)療污水等，而生活污水就是日常生活產(chǎn)生的污水，是指各種形式的無機(jī)物和有機(jī)物的復(fù)雜混合物.農(nóng)業(yè)灌溉水量在以色列水量消費(fèi)中占比最大，因此，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.隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以色列對(duì)淡水資源的需求日益龐大，在淡水資源供應(yīng)不能顯著增加的情況下迫切需要開辟新的水源.因此，以色列政府十分看重污水處理技術(shù)的應(yīng)用，并在1972年制定了“國(guó)家污水再利用工程”計(jì)劃，開展一系列研究，取得了巨大的成就.

目前，以色列的水資源回收利用率全球最高，達(dá)到了75%.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)的“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)菌在就污水中享用“午餐”，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.以色列處理過的生活污水約有42%用于灌溉，30%回灌地下(經(jīng)過1～2 a的土地自然凈化，再抽出使用)，其余回用于生態(tài)環(huán)境用水等方面.利用處理過的污水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，不但可增加灌溉水源，而且能起到防止污染、保護(hù)水源的作用，并使許多因灌溉農(nóng)田而干涸的河流恢復(fù)生機(jī)[5].

3 結(jié) 語

以色列是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家，但通過一系列的開源節(jié)流措施，不僅保障了生活和工業(yè)用水，而且解決了用水大戶農(nóng)業(yè)灌溉問題，創(chuàng)造了舉世矚目的“沙漠奇跡”.以色列在水資源有效利用方面的成果經(jīng)驗(yàn)值得我們反思和借鑒.我國(guó)目前正在建設(shè)節(jié)水型社會(huì)，如何有效地利用和管理水資源，是解決我國(guó)水資源短缺、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最根本、最有效的戰(zhàn)略舉措，也是保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇.

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉光民,吳 恬.以色列高效水資源利用對(duì)我國(guó)水資源合理利用的啟示[J].西南給排水,2010,32(2):25-28.

[2] 馬乃毅,徐 敏.以色列水資源管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及對(duì)中國(guó)西北干旱區(qū)的啟示[J].管理現(xiàn)代化,2013(2):117-119.

[3] SITTON D. Development of limited water resources: Historical and technological aspects[EB/OL]. 2013-09-20[2013-12-10].http://mfa.gov.il/MFA/AboutIsrael/Land/Pages/FOCuS%20on%20Israel-%20Development%20of%20Limited%20Water%20Reso.aspx.

[4] 中國(guó)商務(wù)部.以色列海水淡化概況以及海水淡化領(lǐng)域合作建議[EB/OL].http://www.chinacitywater.org/zwdt/swyw/83102.shtml.

[5] 陳竹君,周建斌.污水灌溉在以色列農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù),2001,20(6):462-464.