以色列水资源及其科学利用

2021-11-26 20:02李连鹏
魅力中国 2021年43期
关键词:淡化含水层灌溉

李连鹏

(山东远翔人力资源有限公司,山东 聊城 252000)

自1948 年以色列建国以来,以色列的供水一直面临着许多挑战。除了自然干旱的气候,连续多年的人口快速增长,生活水平的提高和该地区的政治紧张局势给国家的水资源带来了巨大的压力。以色列主要的淡水资源是加利利海、约旦河、沿海含水层和山地含水层,并且这些淡水资源都是被过度开发。

一、以色列的水资源

以色列的水资源包括常规水资源与非常规水资源。常规水资源包含以色列国土范围内的地表水与地下水资源。非常规水资源包括以色列的海水淡化与废水再利用。目前,常规水资源仍是水利需求的主要来源。

(一)常规水资源

以色列主要的常规水资源是加利利海、约旦河、沿海含水层和山地含水层。加利利海位于海平面以下213 米的高度,是世界上最低的淡水湖,也是以色列最重要的淡水资源之一,供应着该国约25%的淡水。加利利海的流域涵盖2730 平方公里。加利利海的主要水源约为1700 平方公里的约旦河上游流域,其中以色列约920 平方公里,叙利亚和黎巴嫩约780 平方公里。约旦河流域在以色列、约旦、黎巴嫩、巴勒斯坦和叙利亚之间共享。然而,该流域的水并没有在该地区公平地分享。在过去的60 年里,在约旦河流域修建水坝和引水工程导致了约旦河下游河水的严重下降,这直接对死海的水位产生了直接的影响。过去20 年里,死海已经失去了大约30%的表面积。值得注意的是,以色列所有的淡水资源都是共享的。山区和沿海的蓄水层与巴勒斯坦共享,约旦河与约旦、黎巴嫩、巴勒斯坦和叙利亚共享,而金纳莱湖则与叙利亚共享。几乎所有这些资源都被过度开发,最近水质和数量的下降强调了长期使用是不可持续的事实。

在以色列,地下水两种主要的地下水资源是沿海和山地含水层。这些含水层也是加沙和约旦河西岸的巴勒斯坦人的主要水资源。沿海含水层从北部的卡梅尔山脉延伸到南部的西奈半岛,从东部的西岸到西部的地中海。西奈山和加沙地带最南端的含水层不受以色列控制。这种含水层特别重要,因为它可以储存大量的水,长达数年。山地含水层是以色列和巴勒斯坦西岸之间共享的水资源。它长130公里,宽约35公里,总面积6000 平方公里。含水层主要是由雨水在约旦河西岸落下。这个含水层对以色列和巴勒斯坦来说都是非常重要的资源。它为以色列提供了大约25%的水资源预算,是约旦河西岸人口的主要水源。

(二)非常规水资源

海水淡化工程是以色列重要的非常规水利资源工程,海水淡化约占全国饮用水需求的42%。以色列自20 世纪60 年代起,就致力于海水淡化技术的研究,目前已经拥有先进的海水淡化技术和设备。近年来,科技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。海水淡化被认为是维持以色列社会可持续供水的必要条件。以色列政府还计划使用海水淡化来补充自然水资源的减少。在以色列,大多数脱盐工厂都是私有的。虽然对反渗透海水淡化的能源需求很高,但以色列通过使用天然气来为海水淡化厂提供能源,以最大限度地利用能源回收和降低生产成本。

废水再利用是以色列农业的重要水源。以色列是世界上污水处理和回收产业最发达的国家。以色列的全国废水中利用率达到75%,这其中的85%被用于灌溉。生活污水是由以色列国家自来水公司国有的麦克洛或私人公司收集和处理的。私人废水处理设施通常在较小的外围社区运作,而国有的麦克洛公司则把污水从较大的城市中心处理。以色列企业开发的突破性废水处理解决方案包括:吸污扫描技术、激光分析仪、微生物燃料电池技术、附着生长气升式反应器(AGAR)技术、污水循环再利用系统、微泡曝气系统与生物荧光结合技术、过滤器与过滤膜等。以色列的目标是到2050 年将农业生产的废水量增加一倍以上。

二、以色列水资源的科学利用

以色列政府高度重视水资源的需求管理,政府计划继续开发替代水资源(海水淡化和废水再利用),并提倡节水技术,以满足日益增长的供水需求和维持水资源的安全。

(一)先进的全国输水系统

以色列国家输水工程工程由以色列泰合公司(Tahal)规划设计,以色列国有的麦克洛(Mekorot)公司负责建设和管理,于1964 年投入运营,年供水量最高可达20 亿立方米,主要用于饮用、灌溉及水力发电等。该系统从北部的加利利海和其他水源中输送水到该国南部,全工程输水管线南北长度达到300 公里,沿途设多座泵站加压,并吸纳全国主要地表水和地下水源。同时,向外辐射的供水管道与各地区的供水管网相通,形成全国统一调配的供水系统。

国家输水工程是以色列中南部的用水命脉和生命线,也在世界上首次实现了全国范围内的水资源管理。自工程建成后,以色列的北水南调工程共为南部地区输送了130 亿立方米的淡水,有效改善了以色列水资源配置的严重不平衡状况。该工程体现了以色列公司在水利工程方面的技术优势,其国内的泰合公司和国有的麦克洛公司已经在可靠的水资源运输系统、持久的储水池、雨水收集技术、能量储存技术等方面取得了突破性进展。

(二)国际领先的农业灌溉技术

农业是最大的水消耗部门,每年消耗量占全球水资源消耗的70%,发展中国家的农业用水占总消耗比例高达82%。对于以色列这样一个缺水的国家而言,提高水的利用效率极为关键。1965 年,以色列的研究者和农户发明了滴灌技术。该技术一经发明就迅速推广开来,成为干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式。滴灌技术的发明使得以色列在农业用水领域处于国际领先地位,将水的利用率提升至70-80%,居全球灌溉技术首位。目前,滴灌技术的国际市场价值为20 亿美元,其中以色列公司占据40%的市场份额。以色列80%的灌溉设备均用于出口。

目前以色列在滴灌技术方面的主要突破有:1、使用盐水灌溉,可有效避免植物根部盐分堆积;2、通过将管线埋藏在地下50 厘米深处进行灌溉的埋藏式灌溉技术,既可保持地表干燥,也不影响田间作业。3、发明了可以预先铸入滴灌管壁的管线滴头、可调整滴头与固定滴头、集中式滴头等设备;4、通过滴灌系统进行施肥,使得水及肥料只滴灌到作物根部,有效控制了杂草生长,确保磷等有益元素不会流失。

以色列滴灌都可以采用计算机控制,能长时间工作,精密、可靠、节省人力。在灌溉过程中,如果系统记录下水肥施用量与要求相比有一定偏差,系统会自动地关闭灌溉装置,计算机系统还允许操作者预先设定程序,有间隔地进行灌溉。这些系统中有可以帮助收集灌溉信息的传感器,如埋在地下的湿度传感器,负责收集土壤湿度信息。以色列还发明了可以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的传感器,这种传感器直接和计算机相联,当需要灌溉时,它会自动打开灌溉系统进行操作。

以色列虽然是一个水资源匮乏的国家,但是它也是一个水利技术先进的国家,以色列的水资源利用效率最高可达95%,是世界上水资源利用率最高的国家。同样,我国也是一个水资源严重短缺的国家,人均水资源仅为世界人均水平的四分之一。我们应该学习引进以色列先进的水利技术,提高我国的水资源利用率,改善水资源短缺的现状。在我国的“一带一路”水利合作方面,对于以色列,我们可以着力与以下几个方面:第一,主要学习以色列先进的水利技术,提高我国的水资源利用效率。第二,以色列先进和完善的水资源管理经验值得我们借鉴和学习。第三,对于以色列的水利基础设施建设,可以参与建设或投资。

猜你喜欢
淡化含水层灌溉
基于多变量的太灰含水层突水风险性分类判别研究
煤层顶板承压含水层涌水模式与疏放水钻孔优化设计
苍松温室 苍松灌溉
苍松温室 苍松灌溉
苍松温室 苍松灌溉
苍松温室 苍松灌溉
基于地层及水化学特征分析采煤对地下水环境的影响
提升下垂的嘴角 淡化法令纹
美高官试图淡化军售争端
新基金