以色列如何運用創新戰勝水危機

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以色列這個國土超過一半是沙漠、頻繁遭受乾旱且長期受缺水困擾的國家,如何成為如今產水量比需求多出20%的國家? 

由於以色列人口迅速增長,對水的需求超出了飲用水的供應與自然補給能力,到了2015年,需求與可用的天然水資源供應之間的差距達到了10億立方公尺(BCM) 。

從這種情境中恢復似乎非常困難 ,但以色列透過開創前所未有的豐富技術創新和基礎設施,成功阻止了國家乾涸 。

考慮到全球暖化的勢頭以及世界不願及時擴大規模來阻止其不可逆轉影響的解決方案,像這樣全國性的轉機故事在今天並不多見 。

由於氣候危機,全球有40億人(佔全球人口三分之二)每年至少有一個月經歷極端缺水 。

但多虧了以色列將其列為國家優先事項和七十年來不懈的決心,它已成為其他缺水國家的生命線和希望來源 。

以色列的組織,如 MASHAV、KKL-JNF、中東生態和平組織(EcoPeace Middle East)和阿拉瓦研究所(Arava Institute),積極與鄰近和遙遠的、遭受地方性水危機困擾的社區分享以色列的專業知識、技術和政策策略 。

突破性進展

以色列在永續水資源管理方面的領導地位始於為其首要問題尋找解決方案:全國淡水分配不均 。猶太復國主義思想家西奧多·赫茨爾(Theodor Herzl)早在其1902年的著作《新舊國土》(Altneuland)中就認識到這個問題,並提出一個「幻想計畫」來長距離運輸水 。

這個幻想在以色列於1948年宣布獨立後不久開始轉變為現實,當時新移民潮缺乏足夠的飲用水和農業用水 。

為了滿足日益增長的需求,以色列國家水利公司 Mekorot,開始建造國家水運載網(National Water Carrier) 。

這個水運輸網絡旨在從北部的加利利海(Lake Kinneret)抽水,並將水從現有的區域水利項目輸送到以色列中部和南部 。

一名工人在位於以色列北部的埃什科爾淨水廠工作 。這座淨水廠由 Mekorot 公司於2007年6月建造,是以色列首座此類設施 。該廠負責過濾從加利利海(Kinneret)抽出的水 。圖片由 Moshe Shai/FLASH90 拍攝 

但當它於1964年建成時,這個系統運輸的水有80%分配給了農業 。顯然,單靠國家水運載網無法同時滿足農業和家庭需求 。

幸運的是,一個解決方案已在開發中,這要歸功於西姆查·布拉斯(Simcha Blass)和他的兒子耶沙亞胡(Yeshayahu)的創新才華,他們於1959年開始開發滴灌技術 。他們革命性的方法是透過一個由管道、閥門和滴頭組成的網絡,將水緩慢地直接施用於作物的根部 。

在以色列 Ringel Nursery 花卉苗圃,康乃馨正在接受滴灌澆水 。圖片由 Martin Fischer 透過維基共享資源提供 。

由於這種輸送方式避免了蒸發的全部影響,植物能吸收95%的施用水量,遠高於噴灌、地表灌溉或漫灌 。有了滴灌,可以減少分配給農場的水量,同時不影響農業產出 。

1965年,也就是國家水運載網完工的隔年,布拉斯和他的兒子開始在以色列全國分銷他們的新型滴灌系統,並創立了 Netafim 公司,該公司至今仍是該領域的世界領導者 。

如今,滴灌灌溉了以色列75%的農作物,但由於財務障礙,目前全球只有5%的農場使用這項技術 。

利用不可用的水資源

儘管國家水運載網具有運輸優勢,而滴灌有節水的好處,但這兩項創新都只從以色列非常有限的淡水資源中取水,這些淡水資源的抽取速度快於其自然補給速度 。

此外,用於農業的淡水份額仍然遠遠超過分配給飲用的水量 。到了80年代中期,農業使用了以色列72%的安全水供應 。

以色列工程師們意識到,不僅要節約可用的淡水,還要利用以前被認為不可用的水資源,例如經過處理的城市廢水和雨水徑流 。

1985年,以色列開始透過其國家水運載網將經過處理的再生廢水輸送到農場,大大縮小了消費者需求與可用水之間的差距 。

這是因為來自我們水槽、淋浴間和廁所的廢水不依賴氣候波動或季節性天氣模式,而是取決於人口增長和生活水準 。

到了2015年,以色列成功處理和回收了86%的廢水用於農業運作,在廢水回收方面位居世界領先地位 。同年排名第二的是西班牙,其廢水回收率僅為17% 。

透過以色列的三級處理程序,再生廢水在到達農作物之前被淨化到接近飲用水的水平,以避免污染 。

目標是到2025年回收95%的廢水用於農業,為需要它的社區留下更多的淡水 。

再生水與海水淡化

以色列最大的廢水處理設施 Shafdan 每天約有47萬立方公尺的未經處理的污水流入 ,每年為內蓋夫沙漠的農場提供約1.4億立方公尺(MCM)的潔淨再生水用於灌溉 。事實上,內蓋夫地區超過60%的農業用水僅由 Shafdan 供應 。

以色列最大的廢水處理廠 Shafdan 的生物反應爐 。圖片由 Abigail Klein Leichman 拍攝 。

除此之外,以色列的綠色發展組織 KKL-JNF 建造了230個水庫,用於儲存經過處理的廢水供農業使用 。這些水庫每年為以色列的水資源經濟增加超過2.6億立方公尺的水量 。

KKL-JNF 還建立了多個生物過濾項目,透過植物去除城市雨水徑流中近100%的污染物,為非飲用城市用水和農業灌溉提供額外的水源 。

這是以色列首個雨水生物過濾系統,由 KKL-JNF 在克法爾薩巴建造 。圖片由以色列水敏城市中心提供 。

1999年,以色列政府啟動了一項長期、大規模的海水逆滲透淡化計劃 ,最終建立了五個運作中的淡化設施 :

  • 阿什凱隆廠(2005年),每年可生產1.18至1.2億立方公尺的飲用水 。
  • 帕勒馬希姆廠(2007年),現在每年可生產90-100百萬立方公尺的水 。
  • 哈代拉廠(2009年),每年可生產1.27億立方公尺的水 。
  • 索雷克廠(2013年),每年生產1.5億立方公尺的水 。
  • 阿什杜德廠(2015年),每年生產1億立方公尺的水 。
索雷克(Sorek)海水淡化廠上標示著大衛之星 。圖片由 Abigail Klein Leichman 拍攝 。

以色列還有另外兩個淡化廠正在開發中,其中一個目標是在2023年投入運營 。它們的總產能將達到每年3億立方公尺 。

當第七座設施完工後,淡化水將覆蓋以色列每年高達90%的城市和工業用水消耗量 。

為了在未來預計會出現乾旱的年份中保持韌性,以色列政府在2018年更新了其淡化目標,旨在到2030年生產11億立方公尺的淡化水 。

以色列人均消耗的可再生天然淡水從1967年的5.04億立方公尺急劇萎縮到2015年的0.98億立方公尺 ,這一年,淡化水和再生水佔以色列用水量的近一半 。

一場文化創新

以色列繼續透過許多升級的技術系統和區域協議,來提高其水資源保護組合的效率、過濾和生產能力 。

但技術必須伴隨著受控制的消費習慣,否則一個國家無論其供水多麼永續,都可能面臨資源枯竭或短缺的風險 。

由於甚至在建國之前,猶太移民就已經感受到了以色列長期的缺水困境,節約用水的價值很快成為第二天性 。

在整個2000年代的連續乾旱期間,以色列水務局透過電視、廣播和網路發起了宣傳活動,敦促公眾節約用水 。

其中一個宣傳活動透過一系列卡通電視節目,以簡單的方式教導孩子們節約用水的重要性,培養了幾代有責任心的公民 。

最重大的宣傳活動發生在2009年,由以色列名人 Ninet Tayeb、Bar Rafaeli 和 Moshe Igvy 坦誠地講述了加利利海的水位下降以及適度用水的迫切需求 。

當他們說話時,他們的臉部特徵開始出現裂縫和剝落 。這使得水資源短缺變得個人化,並導致城市地區的用水量減少了18% 。

高科技解決方案和國家文化意識的結合,真正使以色列的水資源保護計劃與眾不同 。以色列成功地確保了其水資源經濟,因為從以色列領導人到其公民,所有人都理解情況的嚴重性 。

儘管在像加州這樣需要超過11兆加侖的水才能趕上其當前赤字的地方,擴大類似的基礎設施和解決方案可能更昂貴和困難,但以色列正在國際上分享其專業知識 。

對於那些難以擴展甚至開始水資源保護策略的國家,以色列是幫助世界最有效利用其水資源的關鍵全球參與者。

來源:https://www.israel21c.org/how-israel-used-innovation-to-beat-its-water-crisis/