以色列节水灌溉技术

以色列地理概况以色列地处中东地区东部，国土面积约2.78万平方公里，其中沙漠面积约占三分之二。淡水资源奇缺是以色列的一大特点。全国降水量少且分布不均匀，全国一半以上的面积年降水不足180mm，除每年11月至来年3月为雨季外，其余7个月连续都是干旱季节，而年际降水变化幅度也高达25％～160%。根据有关资料［1］，以色列多年平均径流量为20.45亿m3，人均年径流量403m3，约是中国人均年径流量的18％。然而，正是在这块贫瘠缺水的土地上，以色列人依靠科学用水，珍惜、利用好每一滴水，建成了现代农业，发展了现代工业，取得了举世瞩目的兴国的成就。地中海东岸的美丽海滨城市－－特拉维夫城如何解决水资源短缺问题死海卫星影像（1）国家输水工程调整了水资源分布格局以色列地表水资源分布很不均匀，80%的水集中在北部地区，只有20%在南部地区，但全国65%的耕地面积却在南部。以色列建国后，虽连年战争，军费开支很大，但仍于1953年开始兴建国家北水南调输水工程，耗资1.47亿美元，于1964年基本完成。国家北水南调输水工程的投入使用，既缓解了地区间水土资源的不平衡状况，也标志着以色列全国性水网工程的初步形成。国家输水系统就好比大动脉，沿途联接了许多地区性水利工程，地区性的小型供水系统就好比毛细血管，形成了一个四通八达的供水网络，这些都为以色列统一调配使用水资源、实施水配额制度奠定了物质基础。加利利湖国家输水工程的北部水源主要是加利利湖，该湖的水位大约是在海平面以下220m，用两级泵站提水到海拔152m处，总扬程372m，使其流向沿海，再用泵将水送到干旱的南方。经科学论证，该湖每年可再生水资源4.7亿m3，为保持水量平衡、避免水质恶化，每年按此数输水。水源除加利利湖外，还有山区和沿海两大地下蓄水层。输水工程主130公里，沿途有400个加压泵站和25个调节水库，5000公里输分水管道，每年输水13.5亿m3。同时，政府还在冬季和春季北部雨水充沛时将多余的水送往东部地中海滨海区，注入地下蓄水层，以防海水因地下水水位下降而倒灌。2）滴灌技术造就了节水农业农业曾是以色列的立国之本，也一直是其用水大户。目前每年大约有70％～75％的用水配额分配给农业经营者，用于农业灌溉。20世纪60年代以来，随着以色列著名的滴水灌溉技术的发明和发展，以色列农业在世界上创造了一个沙漠农业的“神话”。由于地处干旱半干旱地区，历史上灌溉问题始终是制约以色列农业发展的主要因素。以色列农业灌溉技术经历了大水漫灌、沟灌、喷灌和滴灌等几个阶段。20世纪50年代，喷灌技术代替了长期使用的漫灌方式。到了60年代，以色列水利工程师西姆查•布拉斯父子首次提出了滴水灌溉的设想，并研制出了实用的滴灌装置。从此，以色列农业灌溉发生了根本性的革命，滴水灌溉技术不断更新、推广，现在，以色列超过80％的灌溉土地使用滴灌方法，使单位面积耕地的耗水量大幅下降，水的利用效率大大提高。滴灌技术推广30多年来，在保持农业用水总量（约13亿m3）基本稳定的条件下，以色列全国灌溉面积和耕地面积不断增加，农业产出翻了几番，同时，农业人口在总人口中的比重不断降低，已从原来的60％下降到目前只有3％。[1]滴灌是压力灌溉技术中的一种，非常适用于精细种植，它拥有其它灌溉方式无法比拟的优点：1）节水显著，水通过压力管直接输送到农作物根部；2）适用性强，由于侧管上每个滴头的滴水量均匀一致，即使在梯田、陡坡地势及较远距离也能使用，且不会加剧水土流失；3）肥水结合，把肥料加到水中，经过滴头直达植物根系，肥料利用率大幅提高，节肥效果同样显著；4）可利用沙漠含盐的地下咸水或处理后的回用污水进行滴灌，解决了水中所含盐分在作物根围附近停留积聚等问题，使得微咸水灌溉成为可能。目前，以色列每年都在推出新的滴灌技术与设备，并从滴灌技术中派生出埋藏式灌溉、喷洒式灌溉、散布式灌溉等，这些技术有的已经进入了包括中国在内的国际市场。例如，以色列著名的NETAFIM滴灌技术设备公司，产品和服务遍及70多个国家和地区，年产滴头300多亿只，年销售额超过2亿美元，占全球灌溉设备市场总销量的70％。温室内无土栽培彩椒滴灌系统微喷灌系统（设备展示）施肥装置，采用活塞式工作原理植被滴灌系统（3）不断完善的污水回用系统由于有限的淡水资源远不能满足需求，以色列不得不充分利用每一滴水，包括污水的回用，这也促使以色列在污水净化和回收利用方面始终处于世界领先地位。以色列经过处理的污水大部分用于农业灌溉，从今后看，工业也将不得不越来越多地使用这种回用水，城市居民最终可能也将利用回收的污水冲洗厕所。1972年以政府制定了“国家污水再利用工程”计划，规定城市的污水至少应回收利用一次。目前，以色列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，其余33.3％和约20％分别回灌于地下或排入河道。利用处理过的污水进行灌溉，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。以色列采用的处理过程一般为：城市污水的收集—传输到处理中心—处理—季节性储存—输到用户—使用及安全处置。在回用方式上，包括小型社区的就地回用、中等规模城镇和大城市的区域级回用。今后10年污水的回收利用将成为以色列重要的额外用水来源。预计到2010年，污水的重新利用将占以色列总供水量的20%，全国37％的农业灌溉将利用处理过的废水，而将来农业灌溉用水计划全部利用污水处理后的水。有以色列认为，在部分缺水严重的城市建立双供水体系将是经济可行的，其中一个供水体系将提供饮用水，而另一供水体系则用以冲厕所和浇灌花园。（4）前景的海水淡化产业以色列自20世纪60年代起，就致力于海水淡化技术的研究，目前已拥有先进的海水淡化技术和设备。有资料显示，2004年以色列海水淡化的水量约为2.15亿立方米／年，约占总供水能力的8%。近年来，技术的进步使海水淡化的成本不断走低，海水淡化大规模发展的前景越来越光明。2001年初进行了国际招标，2001年9月包括以色列IDE技术有限公司（50%的股份），Vivendi公司（25%的股份）和Dankner－Ellern集团的国际财团（25%的股份）中标。3家公司联合称为VID海水淡化公司。由于采用改进型的逆渗透脱盐法，大幅降低了能源消耗，VID公司提出的海水淡化价格标准只有0.527美元/m3，不仅远低于以色列从土耳其的进口水价，也低于国家供水网的供水水价。以色列还准备在阿什克伦北部的阿什杜德兴建一座更大的海水淡化厂，日产4700万加仑淡水，这将是迄今世界上规模最大的海水淡化厂。由于海水淡化成本降低、建造周期缩短，效益日益显著，正在成为一门前景看好的新兴工业。从长远看，鉴于以色列水的需求压力会不断加大，淡化海水将成为解决以色列乃至整个中东地区水资源问题的根本出路，这也是以色列官方持有的观点。以色列海水淡化处理系统2值得借鉴的以色列水管理经验（1）国家高度重视水资源问题，不断完善水管理体制根据1959年的以色列《水法》，水委员会作为全国水资源管理的专门机构，负责制定水政策、发展、用水计划和供水配额，以及水土保护、防治污染、废水净化、海水淡化等有关水资源开发与管理的具体工作。委员会内设有一个理事会，成员中的1/3为政府部门指派，2/3为各行业的用水户单位代表，该理事会的重要职责之一是每年制定分配不同用水户的用水定额。以色列涉及水资源管理的部门众多，除全国水委员会之外，如农民的配水量和水价由农业部确定，而地方的水价由内政部确定。财政部负责对所有的水价进行审批。卫生部负责确定水质标准和污水的净化标准，以及为污水灌溉颁发许可证。环境部负责制定防止水污染的法规，以及为向大海排污颁发许可证。此外，其他一些机构如公共服务管理局、流域管理局也涉及水行业管理的一些方面。最近，以色列开始尝试改变这种状况，试图减少涉水管理部门。2004年，政府成立了一个专门委员会负责对水管理方面的问题进行评估，目前正在起草成立中央水管理局的法案。中央水管理局向国家基础设施部负责，全面负责整个水行业的管理，目标是从水源到用水户的，从污水到适当的污水处理进行有效管理。当然，这些只是基础性工作，离实施可能还有很长的路。（2）法律、政策保障，政府严格监管为全力开发和利用有限的水资源，以色列先后制定了《水法》、《水井法》、《河溪法》等，出台多项水资源管理方面的政策措施，并予以严格执行，保障水资源管理的有序进行。《水法》规定了以色列境内的所有水资源归国家所有。在以色列，即使土地所有权归公民个人，但该地水资源管理、使用的权限仍属于国家，其开发和利用必须着眼于满足国家经济建设和居民生活的需要。以色列实行有偿用水制，实施用水许可证和配额制，政府对城镇居民用水以及农民用水实行阶梯价格，超定额用水大幅度加价，同时，政府向城镇居民收取污水处理费，实行使用回用水价格优惠政策。以色列政府还在调整作物种植结构上下工夫。农业用水强调单位灌溉水的边际产出，浇水只浇高效作物，大田作物尤其是小麦，基本不浇，这样，逐步减少了对水土资源要求高、产出较低的大田作物，而改种菜、果、花等园艺作物，尤其是创汇农业，通过出口高附加值产品，换回必须的粮、油、糖。以色列60%的小麦、100%的大米靠进口，但出口创汇额远大于农产品进口所需的外汇。全民动员节约用水八成家庭用水来自海水以色列拥有世界最先进的水处理技术。以色列的市政水损率为9.7%，几乎是世界最低，低于欧洲平均水平的一半（例如，伦敦的市政水损高达40%）。此外，以色列的污水回收利用率高达75%，居世界第二。以色列海水淡化的技术，也是许多缺水国家望尘莫及的。目前，全球一半的海水淡化市场被以色列公司占据，它们的用户遍及美国、欧洲、澳大利亚等地。以色列正在扩建三处较大的海水淡化厂，马上就要实现在2013年达到日淡化量164万方水的目标。预计到2012年，80%的家庭用水都要靠海水淡化来提供，以保证以色列地下水不会枯竭。以色列的水处理技术还走出了国门，预计其出口额2011年将达到25亿美元。过去5年中，实现增长最快的以色列科技企业就是一家专门从事水处理的公司，该公司去年实现了50%的增长。淋浴时间限4分钟在以色列，节水理念深入人心。这里的任何一个家庭，绝看不到龙头“长流水”的现象。一般来说，以色列人用完了水，不会很快倒掉，而是循环使用。比如，剩下的饮用水，会用来洗车、浇花草，或者储存起来，等着废水回收和再利用处理。而以色列高科技公司研发的各种产品，从精确控制灌溉水量的小阀门，到监控水安全的控制系统，就是要精确到确保每一滴水都能够发挥用途。每年，以色列各地方政府都会出台一些新举措，鼓励公众节水。比如，特拉维夫市政府去年就给每个家庭发了一个可以固定在浴室墙上的沙漏，沙漏的时间限制是4分钟，用来提醒人们缩短淋浴时间。另外，最节约用水的家庭将被奖励免费停车一年，公共厕所将安装无水清洁装置，等等。深入人心决不浪费一滴水政府着力在全民中营造节水气氛，不断通过报刊、电视等媒体大张旗鼓地宣传“水贵如油”，提醒人们善待水源，养成良好的节水习惯。长此以往，以色列国民普遍形成了十分强烈的节水意识，对水资源的保护和爱惜观念已渗透到老百姓的生活之中，就连小孩子也在家长的熏陶下，懂得“不浪费一滴水”的道理。有媒体评论说，节水已变成以色列“蔚然成风的大众文化”。你在以色列的任何一个家庭，绝看不到龙头“长流水”现象。一般人家用完了水，不会很快倒掉，而是循环使用。比如剩下的饮用水，会用来洗车、浇花草或者储存起来，等着废水回收和再利用处理。以色列已建起一批技术和设备先进的污水处理厂，通过部分处理和完全处理，将城镇居民生活污水、工业废水处理达标后，用于非食用作物的农业灌溉