以色列：五大技術幫助世界對抗水資源短缺

05-02

地球上的水，儘管數量巨大，而能直接被人們生產和生活利用的，卻少得可憐。首先，海水又咸又苦，不能飲用，不能澆地，也難以用於工業。其次，地球的淡水資源僅占其總水量的2.5%，而在這極少的淡水資源中，又有70%以上被凍結在南極和北極的冰蓋中，加上難以利用的高山冰川和永凍積雪，有87%的淡水資源難以利用。人類真正能夠利用的淡水資源是江河湖泊和地下水中的一部分，約佔地球總水量的0.26%。所以，水資源短缺並不是中國一個國家面臨的難題，而是一個世界性難題。

以色列同樣也是飽受水資源短缺之苦的國家。以色列位於中東，在炎熱乾旱的中東地區，潔凈的淡水可以稱得上是「液態的黃金」。並且自以色列建國以來，就面臨著極其嚴重的水資源爭端：1967年爆發的中東戰爭的一個直接因素就是阿拉伯聯盟的成員國在60年代初，企圖改變約旦河的河道，使之遠離以色列。

不過經過了幾十年的科技發展，如今以色列已經有效的解決了水資源短缺的問題。甚至由於有著充足的農業用水供應，以色列還是世界上唯一一個沙漠面積在衰減的國家。這種從極度缺水到用水充足的轉變，源於以色列在水科技上面所投入的最多的資金、創新力度和文化關注。並且在解決了自身的水資源短缺問題之後，以色列開始向全球輸送水科技，幫助多個區域對抗水資源短缺的難題。今天，INNONATION將為大家盤點以色列的五項黑科技：滴灌技術、農作物培育、廢水利用、海水淡化及管道監測。

1. 滴灌技術

以色列農業灌溉技術經歷了大水漫灌、溝灌、噴灌和滴灌等幾個階段。自20世紀50年代，噴灌技術代替了長期使用的漫灌方式。到了60年代，以色列水利工程師首次提出了滴水灌溉的設想，並研製出了實用的滴灌裝置。現在，以色列超過80％的灌溉土地使用滴灌方法，使單位面積耕地的耗水量大幅下降，水的利用效率大大提高。

滴灌是將具有一定壓力的水，過濾後經管網和出水管道（滴灌帶）或滴頭以水滴的形式緩慢而均勻地滴入植物根部附近土壤的一種灌水方法。相比於傳統農業的漫灌方式，滴灌技術可節水35%-50%，水和肥的利用率高達90%。以色列推廣滴灌技術以後，耕地面積從16.5億平方米增加到44億平方米，全國農業用水總量30年來一直穩定在每年13億立方米左右，農業產出卻驚人地翻了5倍，當之無愧地躋身世界農業最發達國家的之列。

目前，以色列每年都在推出新的滴灌技術與設備，並從滴灌技術中派生出埋藏式灌溉、噴洒式灌溉、散布式灌溉等，這些技術有的已經進入了包括中國在內的國際市場。

2. 農作物培育

通過培育種子來對抗水資源短缺似乎有些風馬牛不相及，不過這正是以色列所研究的領域。以色列在農業方面的創新不僅僅是減少農作物的灌溉用水，還涉及日常種植的農作物，來研究如何進一步減少農作物的用水量。

道理其實很簡單，我們所種植的農作物，並不是每一部分都會用到，但是每一部分都會消耗水分。以西紅柿為例，我們只吃西紅柿的果實，並不吃西紅柿的根、莖、葉等部分，但是並不代表這些部分就不消耗水資源。如果能夠培育一種特殊的西紅柿，根莖葉都更少，植物將養分和水分都集中在果實，這樣就能進一步減少植物需水量，有利於農作物的種植。而這正是以色列種子培育技術所研究的課題。今天的以色列是世界育種市場的巨頭，特別是節水作物，包括短稈小麥和密結西紅柿，在業內獨樹一幟。

另外，以色列的水源利用在另一個領域也頗有建樹：上世紀50年代，以色列人發現許多作物不用淡水也可以生長，淡鹽水便可滿足需求。瘋狂的以色列人冒著炙烤炎陽, 在沙漠中鑽探鹹水。現在超過400家農場使用這項技術。以色列農場新鮮採摘的瓜果味道濃郁甘甜，原因在於植物吸收鹹水時，其細胞結構會發生變化。細胞中的水分下降, 但天然糖分卻由此增加，所以水果和蔬菜更加甜美，肉質也更好。

3. 廢水利用

以色列還引領另一項水技術革命：廢水循環利用。在以色列，85%的污水經過高度凈化可以農業再利用。還有10%用於增加江河流量，救援森林火災。只剩5%排放進入大海。西班牙緊隨以色列之後，位列水資源循環利用第二位，循環率僅為25%。

以色列這方面的創新一如既往地超前，一直追溯到上世紀五十年代。對於用污水澆灌作物，農民們起初確實感到不適應，而且還要計算如何保持作物和農田地下含水層（淡水的來源）不受毒素污染，工作量巨大。而七十年代終於迎來了重大突破，特拉維夫地區七個城市展開實驗：將廢水泵入城市以南八英里的數座沙丘之中。沙子作為一種天然的過濾器，可以逐漸將水引入附近的含水層。結果成功了。待處理的水繼續向南引流過濾，供農業使用。這個自然過程需持續六個月到一年左右，另一端過濾的水除了不能飲用，與淡水幾無二致。

到二十世紀九十年代, 以色列建立了一系列的處理設施和水庫基礎設施，從污水處理、儲存到運送再生水，幾乎能夠覆蓋國內每個城市。再生水改變了以色列的水面輪廓，與滴灌和特殊培育的抗旱種子的作用一樣, 全面處理的污水改變了農業景觀。無論雨水豐沛還是稀少，以色列都能夠養活自己, 成為一個具有重要意義的農業出口國。今天，以色列農業使用的水源當中，約一半是來自高度處理的廢水。

4. 海水淡化

當陸地淡水資源短缺的時候，人們就把眼光對準了海水。歷經50年的研發，以色列海水淡化技術在安全性、經濟性、穩定性等方面都經受住了時間和實踐的檢驗。自1999年起，在政府的大力鼓勵下，以色列相關企業開始通過海水淡化徹底改變國家缺水的狀態。目前以色列大約70%的飲用水來自海水淡化，未來在2020年計劃整個以色列的海水淡化水源將完全替代水庫水源，海水淡化將100%覆蓋全國用水要求。

提到海水淡化，就不得不提起以色列IDE公司。這家公司成立於1965年，作為以色列海水淡化領域的王牌企業，利用先進的熱法和膜法技術，IDE為客戶提供和運行各種淡化和水處理解決方案，是世界海水淡化的先驅者和領導者。IDE的代表作——以色列阿什克隆、海德拉和索萊克海水淡化工廠，這些世界最大的海水淡化水廠在全球反滲透領域具有里程碑的意義。

阿什科隆是世界第一個超大產水量海水反滲透 (SWRO) 淡化廠，每日產水量40萬立方米。阿什科隆的淡化水生產成本僅為0.53美元一噸。阿什科隆使用的海水淡化技術主要是RO反滲透技術，主要系統包括 IDE 專有的壓力中心設計、三根管路取水、能量回收系統（ERS）和獨特的脫硼系統。索萊克水廠每日產水量62.4萬立方米，於2013年開始運行，是當前世界上規模最大的反滲透海水淡化廠。

除了在以色列修建海水淡化工廠，IDE還在世界各地修建海水淡化廠，包括中國天津、美國加州和印度古吉拉特邦等。

5. 管道監測

世界許多城市的水流失都是滲漏、水壓異常、修理延遲造成的。這對於水資源一度極為短缺的以色列來說是不可接受的，於是以色列另闢蹊徑，用高科技的方法來發現問題，而其中最先進的系統要數以色列Hagihon公司，一家運營著耶路撒冷供水系統的上市公司。

耶路撒冷有70萬多名居民, 是以色列境內人口最多的城市。因為城市多山脈山谷，導致水壓非常不穩定。而且耶路撒冷居民來自四面八方，有的是是世俗以色列人，有的是極端正統人士，還混雜著巴勒斯坦的阿拉伯居民，大家使用水的習慣也大相徑庭。這些都對水資源的管理提出了很高的挑戰。

過去幾年，Hagihon聘請眾多高科技公司，為耶路撒冷帶來了世界上最先進的供水系統，其中最重要的在於檢測和修復滲漏問題。感測器由小水電風車供電，置於管道當中。每天感測器以10秒為間隔記錄管道沖水的聲音。通過蜂窩網路將記錄傳送到一台中央計算機，分析聲音並對數據進行處理。一旦滲漏出現, 管道中的流水聽起來會很不一樣。另一方面，機器人由GPS 引導，在下水道里爬行, 尋找漏洞。Hagihon 能夠跟蹤到基礎設施中的微小滲漏, 未及它們擴大便修繕完好, 從而大量省水。並且從今年起，該公司還將通過注射一種特殊膩子來修復滲漏，這種膩子還會自動吸附管道。此為首創的泄漏修復方法，無需再等待施工隊從路面挖洞進入地下。

Hagihon的管道監測技術成功將耶路撒冷的水流失量降低到約11%，高於大多數歐洲國家（流失量在20%至40%左右），遠高於一些發展中地區——例如水流失量高達60%的開羅。

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