以色列农业水资源的可持续利用

王维汉，毛 前

(浙江水利水电学院 水利与环境工程学院，浙江 杭州 310018)

0 引 言

以色列地处地中海西岸，北靠黎巴嫩，东濒叙利亚和约旦，西南边接壤埃及，实际管辖国土面积(包括约旦河西岸部分地区和戈兰高地等)约为2.6万km2.以色列的地形南北狭长，可以分为四个部分，西部靠近地中海的地区为平原地区，中部为丘陵山地，东部为约旦大裂谷，南部为荒漠地区.以色列属于典型的地中海气候，夏季漫长而又炎热少雨，冬季略冷湿润.以色列的降雨时空分布十分不均，70%～80%的降雨是在11月到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，漫长炎热的夏季通常是无雨季节.南部的内盖夫沙漠及约旦河大裂谷地区降雨量很少，通常全年只有200 mm左右，远远小于该地区的蒸发量(约2 500 mm).冬季的降雨历史短，有时又会造成水土流失和洪灾.

截止到2012年12月，以色列人口已超过798万，主要为犹太人，约601万人，也是世界上唯一以犹太人为主体的国家.以色列是中东地区最强大的国家，也是唯一的发达国家.以色列对于科学和科技的发展贡献非常突出，在遗传学、计算机科学、农业、工程学以及其他技术产业上贡献卓著，尤其是在农业节水领域更是引领着世界节水农业的发展方向.因此，分析和总结以色列农业水资源的可持续利用对于我国农业可持续发展、节水灌溉技术的创新都具有十分重要的意义.

1 以色列水资源现状

以色列的自然地理条件并不适合人类居住和发展.国土面积中的大部分属于山地和沙漠，而且降雨量时空分布不均.多年平均降水量西部北部多，东部南部少，西部北部多年平均降水量能达到800 mm，而东部南部只有200 mm左右，而且蒸发量(约2 500 mm)远远大于降雨量.这样的地理气候条件是不适合发展农业生产，但以色列人用自己的智慧，发明了滴灌，用科技来支持农业生产，农产品产量多幅度提高，不仅实现了自给自足，而且大量出口国外，创造了令世人瞩目的“沙漠奇迹”[1].

以色列全国淡水资源比较匮乏，总淡水资源量约20亿m3，人均淡水资源占有量不足370 m3，约为世界平均水平的5%[2].以色列的淡水资源分布不均，大量的淡水资源集中在北部的加利利湖(the Sea of Galilee)，这里是以色列境内最大的淡水湖.加利利湖周长53 km，湖面长21 km，宽度约13 km，面积约166 km2，湖周围集雨面积达2 730 km2，总蓄水量约43亿m3.约旦河是加利利湖的唯一注入河流，全长约300 km，年径流5.1亿m3，下约旦河从加利利湖每年流出0.4亿m3，附近居民消耗0.8亿m3，抽入国家供水系统3.9亿m3，通过国家供水调控，加利利湖的总水量能够保持平衡.

以色列除地表淡水湖资源外，其西部平原地区的地下含水层、北部山区的自然降雨以及目前大量的再生水(污水处理和海水淡化)也是其淡水资源的重要来源.

2 以色列农业水资源的高效利用

2.1 以色列全国输水系统

以色列全国输水系统(NATIONAL WATER CARRIER)，从1953年起开始建设，1964年最终建成，耗资1.47亿美元，主管道130 km，5 000 km分输水管道及退水管道遍布全国各地.它通过在加利利湖附近建立巨型泵站，把水头落差达372 m的湖水抽到湖边152m的高地上，经过处理后的湖水再通过地下管道输送到南方各地.

由于再生水(主要是海水淡化水和处理后的生活污水)技术的快速发展，加利利湖水不再是全国最主要的淡水资源.随着再生水、地下水的加入，现在的全国输水系统已经更加完善，它把各种水源连接成为一个整体，并实现由计算机联网控制，由麦考罗特(MEKOROT)水公司统一管理.国家输水系统不仅用于供水，而且还可用于灌溉排水，同时将多余的再生水补给沿海地区的地下含水土层.

2.2 滴灌技术

滴灌是将具有一定压力的水，过滤后通过滴灌带或滴头以水滴的形式均匀地滴入作物根部附近湿润土壤的一种灌水方法.滴灌技术最早由以色列人发明，也是最能展现以色列人聪明才智的技术之一.从1962年发现并发明滴灌技术至今，以色列全国从北到南全面普及推广了滴灌技术，目前全国80%以上农业灌溉方式采用的是滴灌技术，并且随着计算机信息技术的发展，普遍采用电脑智能控制模式，能够根据作物的需水、需肥信息，按时按量将水、肥料甚至农药直接送入作物根部.现在随着第五代甚至第六代滴灌带产品的应用，滴灌的均匀性更容易控制，即使田块不够规整，有一定的坡度或者距离较远，也同样能保持灌水的均匀性.滴灌技术极大地提高了农作物的单位面积产量，使得30年来以色列农业用水稳定在13亿m3，产量翻了5倍[3].

电脑控制的水、肥、农药滴喷灌系统是现代农业的基础.目前，以色列农业滴灌技术一个很重要的理念是“给作物供水，而不是灌溉土壤”.由计算机自动控制水、肥料和农药的使用，将水、肥和农药直接送到植物最易吸收的根部，一次完成，而不是把整个土壤都湿润.

2.3 海水淡化技术

通过一定的技术手段从海水中取得淡水的过程称为海水淡化.海水淡化技术是水资源匮乏国家最主要的开源措施之一，可以增加淡水的供应量，而且不受时空条件的影响，水质好，供水稳定，随着技术的进步，价格日趋合理.常用的海水淡化方法有电渗析法、蒸馏法和反渗透法.采用反渗透膜的反渗透法(RO，Reverse Osmosis)，设备维护简单，操作方便，成为目前应用最广泛的方法.

以色列独特的地理气候条件决定了其淡水资源的供需矛盾，而海水淡化技术的进步和丰富的海水资源使得以色列人看到了解决淡水资源供需的矛盾的根本出路，于是，以色列政府在1999年制定了“大规模海水淡化计划”，目的想从根本上解决其水资源的供需矛盾.该计划提出，截止2015年，海水淡化水量要占到以色列淡水总需求量的22.5%，占生活总用水的62.5%；截止2025年，海水淡化水量要占到以色列淡水总需求量的28.5%，占生活总用水的70%；截止2050年，海水淡化水量要占到以色列淡水总需求量的41%，生活用水将全部来自海水淡化水.多余的淡化水，将用于以色列生态用水[4].

以色列的“海水淡化”目前主要解决“吃水”问题.反渗透技术的大量使用使得海水淡化成本大为降低，每立方仅为0.53美元.2000年后，以色列相继建设了一些海水淡化工厂.目前，以色列地中海边建有海德拉海水淡化厂、阿诗克隆海水淡化厂和帕玛契海水淡化厂，在南部地区还有国家水务公司经营的31家小规模的淡化厂，主要负责咸水和废水的淡化.

海德拉海水淡化厂在特拉维夫附近，位于海德拉市，年产淡水1.27亿m3，目前接入国家输水系统，能提供全国2/3的饮用水，是目前世界上最大的使用反渗透技术的海水淡化厂.

2.4 污水处理及应用技术

污水处理(Sewage Treatment；Wastewater Treatment) 是为使污水达到再次使用的水质要求，并对其进行净化的过程.按其来源分类，可分为生产污水处理和生活污水处理.生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，而生活污水就是日常生活产生的污水，是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物.农业灌溉水量在以色列水量消费中占比最大，因此，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.随着经济的发展，以色列对淡水资源的需求日益庞大，在淡水资源供应不能显著增加的情况下迫切需要开辟新的水源.因此，以色列政府十分看重污水处理技术的应用，并在1972年制定了“国家污水再利用工程”计划，开展一系列研究，取得了巨大的成就.

目前，以色列的水资源回收利用率全球最高，达到了75%.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的“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在就污水中享用“午餐”，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.以色列处理过的生活污水约有42%用于灌溉，30%回灌地下(经过1～2 a的土地自然净化，再抽出使用)，其余回用于生态环境用水等方面.利用处理过的污水进行农业灌溉，不但可增加灌溉水源，而且能起到防止污染、保护水源的作用，并使许多因灌溉农田而干涸的河流恢复生机[5].

3 结 语

以色列是一个严重缺水的国家，但通过一系列的开源节流措施，不仅保障了生活和工业用水，而且解决了用水大户农业灌溉问题，创造了举世瞩目的“沙漠奇迹”.以色列在水资源有效利用方面的成果经验值得我们反思和借鉴.我国目前正在建设节水型社会，如何有效地利用和管理水资源，是解决我国水资源短缺、促进农业可持续发展的最根本、最有效的战略举措，也是保障我国经济社会可持续发展的必然选择.

参考文献：

[1] 刘光民,吴 恬.以色列高效水资源利用对我国水资源合理利用的启示[J].西南给排水,2010,32(2):25-28.

[2] 马乃毅,徐 敏.以色列水资源管理实践经验及对中国西北干旱区的启示[J].管理现代化,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] 中国商务部.以色列海水淡化概况以及海水淡化领域合作建议[EB/OL].http://www.chinacitywater.org/zwdt/swyw/83102.shtml.

[5] 陈竹君,周建斌.污水灌溉在以色列农业中的应用[J].农业环境保护,2001,20(6):462-464.