泥炭工程学

泥炭产业是以泥炭、椰糠、木纤维为主要原料进行加工制备，为现代农业和环境修复服务的新兴产业。同时，泥炭产业也是泥炭等原材料开采供应、泥炭产品研制生产、泥炭设备开发制造、泥炭标准编制宣贯、泥炭行业管理组成的业态总和。泥炭产业知识技术密集，资源绿色安全，资金物流横跨境内外，符合国家产业政策，成长潜力大，综合效益好，对我国经济社会全局和长远发展具有重大引领带动作用。培育和促进泥炭新兴产业的形成和发展，对带动国内绿色能源、现代农业、环境修复、健康医疗、生态文明进步、去库存、补短板、增价值，增加优质供给、推进我国现代化建设、建成小康社会、实现中国梦，都具有重要现实意义和长远战略意义。

泥炭产业发展既离不开深厚的基础研究支撑，也离不开引领泥炭产业健康发展的工程技术手段。1958年陆续成立的东北师范大学泥炭沼泽研究室（现东北师大泥炭沼泽研究所）和中国科学院东北地理研究所沼泽研究室，陆续对全国主要泥炭地进行了重点深入调查研究，1983年地质矿产部组织领导的全国泥炭地质调查，对全国泥炭资源储量、类型、分布、质量、开发利用价值进行了系统全面研究，将泥炭列为我国矿产资源，并根据国外泥炭产业发展现状和趋势，对我国泥炭开发利用保护方向提出了明确的建议和意见。从20世纪80年代开始，我国泥炭资源利用改变了过去群众运动、简单粗放的开发方式，陆续开展了泥炭资源深度开发和产业化研究，种苗生产逐渐引入泥炭基质并逐步扩大，城市绿化开始引入泥炭原料。但总体来说，我国泥炭产业规模仍然较低，产品门类十分单一，企业投资不足，科技成果难以转化。泥炭产业发展缓慢既有经济发展水平较低、市场难以接受质优价高的泥炭产品和服务的原因，也有我国泥炭产业发展理念和工程技术手段落后的原因。进入21世纪，特别是进入第二个十年，我国社会经济经过40年改革发展，经济基础明显增强，现代农业不断推进，科技绿色成为主流和方向，形成了对泥炭产品和泥炭产业的现实需求，我国泥炭产业发展的大好时代才真正来临。

尽管我国经济发展快速，泥炭市场需求旺盛，泥炭产业发展对我国社会经济发展全局和长远发展具有重大引领带动作用，泥炭产业发展具有巨大的潜在优势，但我国泥炭产业发展受资源禀赋、发展理念、政策法规和工程技术手段制约的问题迫切需要解决。我国泥炭资源虽储量巨大，但分布不均，交通运输不便；泥炭类型以单一草本泥炭为主，缺乏藓类泥炭和木本泥炭，需要综合分析、从长计议，提出我国泥炭资源配置战略，满足泥炭产业长远发展需求。由于我国泥炭发育形成环境以区域水文条件为主导，水文条件的维持或改变是导致泥炭地变迁的关键因素，需要重新审视我国退化泥炭地恢复重建的自然、经济可行性，探讨可持续发展和责任管理对策。泥炭矿产具有独特的赋存特征、矿体结构和质量品位变化规律，需要从矿产资源角度研究泥炭勘查方式、经济技术指标和评价方式，设计规划符合中国国情的开采开发和迹地修复方案，深入研究泥炭地开发对环境产生的直接和间接影响。我国泥炭产品当前集中在种苗基质市场，而栽培基质、土壤调理剂、功能肥料、绿色能源、医药健康领域却少有人问津，尚处于空白状态，需要从概念、技术、装备、产品、市场等多领域进行创新发展，广泛借鉴吸收西方泥炭产业发达国家经验和理念，进行改进提高、创新发展，实现弯道超车、跨越发展。标准化和检验检测是泥炭产业发展的两只翅膀和两只车轮，是规范泥炭产业健康发展的衡器和法规。我国泥炭检验检测标准尚属空白，泥炭产品标准亟待建立，需要建立符合我国国情的泥炭标准化战略。因此，编写《泥炭工程学》一书的根本目标是回答我国泥炭产业发展面临的上述问题，为我国泥炭产业发展提供工程技术手段和建设思路。这也是《泥炭工程学》写作的必要性和重要性所在。

本书以泥炭资源与经济、社会、环境协调发展为理念，以地质学、资源学和工程学为手段，针对泥炭开发和保护过程中涉及的泥炭矿床成因、勘查评价、开采运输、产品加工、标准检验、迹地修复、保护管理等工程技术问题进行系统研究和分析论证，力图用少的社会、经济、环境成本，实现为人类提供高效、安全、绿色、健康的泥炭产品和服务目标。本书是国内本系统论述泥炭开发和保护管理工程的技术专著，可为我国泥炭资源开发与保护管理提供理论和工程技术指导。

本书由孟宪民撰稿，其中泥炭产品能值评价部分参考了学生晋建勇的研究生论文，泥炭地责任管理部分参考了学生徐金斌的研究生论文。全书后由刘兴土院士审核修改。

本书读者对象为从事泥炭资源勘查规划、泥炭产品开发生产、泥炭地环境修复等领域的科研、教学、规划、设计、生产、管理、保护领域的技术工作者，尤其对从事泥炭开采、产品制备、标准检测和保护管理的从业人员有重要参考价值。

编著者

2018年7月

孟宪民，东北师范大学泥炭研究所所长，教授，博导。国际泥炭学会-中国国家委员会秘书长，全国泥炭标准化技术委员会秘书长，一直致力于我国泥炭资源研究与产业化开发，以及一体化育苗营养基研制和产业化开发。先后获得国家重点星火计划、国家科技成果重点推广计划和国家新产品重点计划资助，参加国家六五、七五、八五、九五科技攻关项目，主持编制了泥炭基质等6项泥炭标准的编制和评审工作，先后获得5项国家ji及省部科技进步奖励，获得发明专利授权4项。

刘兴土，中国工程院院士，中国科学院东北地理与农业生态研究所研究员，兼任中国科学院湿地研究中心副主任等职，我国湿地学科具有突出成就的学术带头人，主要从事全国湿地和东北区域农业研究。首次创造性地提出了沼泽湿地稻-苇-鱼复合农业生态工程模式，开辟了沼泽的定位生态研究，完成低湿农田治理、区域生态保育与农业可持续发展等多项重大成果。先后获国家科技进步奖二、三等奖3项，省、部级科技进步奖一、二等奖5项。  

章 绪论001

节泥炭工程学的研究对象和任务/001

一、泥炭的概念/001

二、泥炭地和泥炭矿的概念/003

三、泥炭工程学的概念/004

四、泥炭工程学的研究内容与任务/005

五、泥炭工程学面临的挑战和机遇/008

六、泥炭工程学的基本科学问题/009

七、泥炭工程学的发展战略和战略目标/011

第二节泥炭工程学的研究方法/012

一、资源学研究方法/012

二、系统工程学研究方法/012

三、工业技术方法/013

第三节泥炭工程学的发展与研究现状/014

一、泥炭工程学的产生与发展/014

二、我国泥炭工程学的兴起/016

三、泥炭工程学未来展望/017

第四节泥炭产业发展理念/019

一、创新是泥炭产业发展的动力/019

二、协调是泥炭产业发展的方法/021

三、绿色是泥炭产业发展的方向/021

四、开放是泥炭产业发展的战略/022

五、共享是泥炭产业发展的归宿/024

参考文献/024

第二章 泥炭矿床地质025

节泥炭成矿条件/025

一、气候因素/026

二、地质地貌条件/028

三、水文情势/030

四、生物群落/031

五、时间因素/034

第二节泥炭成矿过程/036

一、泥炭成矿途径/037

二、泥炭成矿作用/039

三、泥炭成矿热力学/040

四、泥炭成矿过程/044

第三节泥炭类型和主要性质/047

一、泥炭分类依据与类型/047

二、泥炭主要性质/048

第四节泥炭矿床成因类型/055

第五节泥炭矿体地质特征/057

一、泥炭矿体变化性质/057

二、泥炭矿体变化程度/058

三、控制矿体地质变化的因素/059

第六节泥炭矿床地质特征/059

一、泥炭储量/059

二、泥炭品位/060

三、泥炭开采条件/060

四、泥炭加工条件/060

参考文献/061

第三章 泥炭勘查与评价063

节泥炭矿产勘查/063

一、泥炭矿产勘查阶段的划分/063

二、泥炭勘探/065

第二节储量分级和计算/067

一、储量分类/067

二、储量计算/069

第三节泥炭矿产评价的意义和概念/070

一、泥炭矿产评价的意义/070

二、泥炭矿产评价的概念和方法/072

第四节泥炭矿床工业类型/073

一、泥炭矿床工业类型的概念/073

二、制定泥炭矿床工业类型的意义/073

三、泥炭矿床工业类型的划分/074

第五节泥炭开采损失率与贫化率的确定/078

一、损失率和贫化率/079

二、降低损失率和贫化率的方法/079

三、精矿品位的确定/080

第六节生产能力与剥采比的确定/080

一、泥炭矿山生产能力的确定/080

二、经济合理剥采比的确定/082

第七节泥炭矿床经济评价/082

一、泥炭矿床经济评价概述/082

二、泥炭矿床的财务评价/082

三、泥炭矿床的国民经济评价/083

参考文献/084

第四章 泥炭开发利用方案与可研报告编制085

节泥炭矿产开发管理流程/085

一、申办泥炭勘探证/085

二、申办泥炭开采证/087

三、申办泥炭建设项目开工许可证/088

四、泥炭项目建设工程竣工验收/090

第二节泥炭开发利用方案编制/090

一、方案概述/091

二、矿产品需求现状和预测/091

三、矿产资源概况/091

四、主要建设方案/092

五、泥炭开采/093

六、环境保护与安全/094

七、综合技术经济效益分析/095

八、开发利用方案简要结论/095

九、附图/095

第三节泥炭建设项目可研报告编制/095

一、总论/096

二、技术经济/096

三、地质资源/096

四、泥炭开采/097

五、泥炭加工/099

六、总图运输/099

七、供电/100

八、通风除尘/101

九、土建工程方案/101

十、节能措施/102

十一、环境影响评价/102

十二、劳动安全与卫生/103

十三、消防/103

十四、投资估算/103

十五、财务分析/103

参考文献/104

第五章 泥炭资源开发与环境影响105

节泥炭资源的属性和特征/105

一、泥炭资源的稀缺性/106

二、泥炭资源的多用性/106

三、泥炭资源的整体性/107

四、泥炭资源的社会性/107

五、泥炭资源的经济性/108

六、泥炭资源的市场性/108

第二节泥炭资源、经济和环境之间的关系/108

一、泥炭资源、经济和环境之间的相互作用/108

二、泥炭资源开发的二重性/110

三、泥炭资源与经济发展、环境作用规律/112

第三节泥炭地排水的环境影响/113

一、泥炭地排水驱动力/114

二、泥炭地排水对流域水文的影响/115

三、泥炭地排水对泥炭降解和沉降的影响/116

四、泥炭地排水对水化学的影响/117

五、泥炭地排水对侵蚀的影响/119

第四节泥炭地现状评价/120

一、泥炭地现状评价的目的和意义/120

二、泥炭地现状评价的原则/121

三、泥炭地现状评价指标体系/121

四、泥炭地现状评价计算方法/122

五、泥炭地现状评价与利用方向判别/125

第五节泥炭开发项目环境影响评价/126

一、环境影响评价的概念/127

二、环境影响评价管理/127

三、泥炭开发项目环境影响评价程序/129

四、泥炭建设项目环境影响评价方法/130

第六节泥炭开发项目环境影响评价的特殊性/132

第七节泥炭开发项目环境影响评价内容/133

一、泥炭开发对生物多样性和自然的影响/134

二、泥炭开发对生活条件、健康和舒服度的影响/135

三、泥炭开发对社会的影响/136

四、泥炭开发对自然资源利用的影响/137

五、泥炭开发的其他影响/137

六、泥炭开采区的再利用/138

第八节泥炭加工对环境的影响/138

一、泥炭加工工程环境影响评价依据/138

二、泥炭加工工艺过程主要污染源排放评价/138

第九节泥炭开发环境影响评价报告编写/139

一、总论/139

二、项目所在地自然、社会、环境概况/139

三、拟建项目概况/139

四、工程分析/139

五、环境质量现状调查与评价/140

六、施工期、生产期环境影响评价/140

七、环境风险评价/140

八、环境保护措施及其技术、经济论证/140

九、环境影响经济损益分析/140

十、环境管理与监测制度/140

十一、结论与建议/140

第十节泥炭加工综合效益评价/140

一、构建泥炭产品资源-环境-经济综合效益评价指标体系/141

二、计算泥炭农用资材的能值/142

三、计算泥炭产品使用过程中的能值收支/142

四、筛选指标，确定能值评价模型/143

五、泥炭产品综合效益能值评估/143

参考文献/145

第六章 泥炭开采与迹地修复工程148

节泥炭开采准备/149

一、泥炭开采区总图规划/149

二、泥炭地表清理/151

三、泥炭地排水/152

第二节泥炭开采技术/154

一、手工和半机械化开采/154

二、水力开采/155

三、露天棒状泥炭开采/157

四、棒状泥炭开采设备/160

五、粉状泥炭开采/162

六、切块开采/165

第三节我国泥炭开采现状与改进/166

一、国内现行泥炭开采方式/166

二、国内泥炭开采方式改进方向/168

第四节泥炭开采迹地湿地重建/169

一、泥炭开采后的矿区环境变化/169

二、泥炭开采迹地湿地重建设计/170

第五节退化湿地重建/172

一、排除干扰因子/172

二、恢复和控制水文情势/172