第二节　地下水取水井密度

取水井密度是指单位面积上的取水井数量，可反映取水井数量的区域分布特点。本节以县级行政区为基本计算单元对地下水取水井密度、规模以上机电井密度、规模以下机电井密度、人力井密度进行了分析计算，并采用统计学的聚类分析法对各类取水井密度进行了聚类分析计算，分别划分为高密度、中高密度、中密度、中低密度、低密度五个等级。同时，以水资源一级区、省级行政区、地貌类型区为单元对各类取水井密度的区域特点进行了综合分析。

一、井密度等级划分

（一）等级划分标准

为分析评价取水井密度的分布特点与规律，对取水井密度、规模以上机电井密度、规模以下机电井密度及人力井密度进行等级划分。依据井密度的特点和统计学方法，采用聚类分析法对井密度进行分类，确定各分类间的密度界限。

聚类分析法是将物理或抽象的集合分成由类似对象组成的多个类的方法，目的是依据所分析的对象集合，将同一类的对象归到一起，确定集合中各类间的分界线。基本原则是划分到同一类中的个体相似性较大，而划入不同类中的个体差异较大，分割标准是同类之间的离差平方和最小，示例见图2－2－1。

将各类井密度分为高密度、中高密度、中密度、中低密度、低密度五级，具体计算原理如下。

假设五级范围分别为0～x1，x1～x2，x2～x3，x3～x4，x4～x5（x1≤x2≤x3≤x4≤x5），属于第i级的数据xij有k个，计算参数W：

x1，x2，x3，x4，x5在［0，max（xij）］之间变化，min｛W｝时的x1，x2，x3，x4，x5即为五级的分级标准边界值。

经统计分析，全国地下水取水井密度为10.4眼/km2，其中规模以上机电井密度0.473眼/km2，规模以下机电井密度5.25眼/km2，人力井密度4.65眼/km2。从县域范围来说，河南省周口市川汇区的取水井密度最大，为423眼/km2；河北省保定市南市区的规模以上机电井密度最大，为35.0眼/km2；河南省周口市川汇区的规模以下机电井密度最大，为359眼/km2；山东省临沂市河东区的人力井密度最大，为164眼/km2。省级行政区县域各类取水井密度分布见附表A4。

以各县各类取水井密度值为系列，按照上述聚类分析法进行井密度分级，得到高密度、中高密度、中密度、中低密度、低密度的等级划分标准，见表2－2－1。

（二）井密度等级划分

依据上述确定的取水井密度划分标准，将本次普查各县级行政区各类取水井密度划分为高密度、中高密度、中密度、中低密度、低密度五个等级。

从全国取水井密度等级划分情况看：高密度97个县，占县级行政区总数的3%；中高密度198个县，占县级行政区总数的7%；中密度309个县，占县级行政区总数的11%；中低密度527个县，占县级行政区总数的18%；低密度1737个县，占县级行政区总数的61%。

从全国规模以上机电井密度等级划分情况看：高密度53个县，占县级行政区总数的2%；中高密度112个县，占县级行政区总数的4%；中密度124个县，占县级行政区总数的4%；中低密度224个县，占县级行政区总数的8%；低密度2355个县，占县级行政区总数的82%。

从全国规模以下机电井密度等级划分情况看：高密度36个县，占县级行政区总数的1%；中高密度127个县，占县级行政区总数的4%；中密度201个县，占县级行政区总数的7%；中低密度448个县，占县级行政区总数的16%；低密度2056个县，占县级行政区总数的72%。

从全国人力井密度等级划分情况看：高密度53个县，占县级行政区总数的2%；中高密度114个县，占县级行政区总数的4%；中密度190个县，占县级行政区总数的7%；中低密度465个县，占县级行政区总数的16%；低密度2046个县，占县级行政区总数的71%。

省级行政区分县井密度等级分布情况见附表A5。

从全国范围取水井密度等级划分的分布情况看，高密度、中高密度、中密度、中低密度、低密度五个等级的县级行政区数量总体呈现“金字塔”分布，中密度以下区域较多，中级密度及以上区域较少。其中河南、四川、山东、安徽4省中密度及以上县级行政区的数量较多，北京、内蒙古、山西、贵州、西藏、青海、宁夏、新疆8省（自治区、直辖市）各县的取水井密度均为中密度以下等级。

省级行政区不同等级取水井密度县数分布情况见图2－2－2，不同等级取水井密度县数占比情况见图2－2－3。

从全国范围规模以上机电井密度等级划分情况来看，呈现中密度以下区域范围较大，中密度及以上区域范围明显较小的特点。其中河北、河南2省中密度及以上县级行政区的个数明显较多，均超过本省县数一半，山东省中密度及以上县级行政区个数亦较多；安徽、陕西、北京、内蒙古、辽宁、黑龙江、天津、吉林8省（自治区、直辖市）绝大部分县级行政区规模以上机电井密度为中级以下，山西、上海、江苏、浙江、江西、福建、湖北、湖南、广东、广西、海南、重庆、四川、贵州、云南、西藏、甘肃、青海、宁夏、新疆20省（自治区、直辖市）全部为规模以上机电井密度中级以下地区。不同等级规模以上机电井密度县数占比情况见图2－2－4，省级行政区不同等级规模以上机电井密度县数分布情况见图2－2－5。

北方平原区，尤其是黄淮海平原区，地下水主要通过规模以上机电井进行开采，用途主要为农业灌溉。规模以上机电井密度为中密度及以上的县级行政区主要分布在河北、河南、山东3省，其中河北省87个中密度及以上的县级行政区中，64个位于粮食主产区；河南省105个中密度及以上的县级行政区中，71个位于粮食主产区；山东省63个中密度及以上的县级行政区中，47个位于粮食主产区。

从全国范围规模以下机电井密度等级划分情况来看：呈现中密度以下区范围较大，中密度及以上区范围明显较小的特点。其中四川、河南、湖南等省中密度及以上县级行政区的个数相对较多，北京、贵州、海南、青海、宁夏、西藏、内蒙古、上海、新疆9省（自治区、直辖市）均为中密度以下区。省级行政区不同等级规模以下机电井密度县数分布情况见图2－2－6，不同等级规模以下机电井密度县数占比情况见图2－2－7。

规模以下机电井主要用途为乡村生活和灌溉，中密度及以上的县级行政区主要分布在四川、河南、湖南、安徽、山东、辽宁、河北、福建等省，其中四川、河南、湖南、安徽、山东、河北6省均为人口大省，2010年各省年末总人口数量均排在全国各省（自治区、直辖市）人口数量的前8位以内。

从全国范围人力井密度等级划分情况来看，呈现中密度以下区范围较大，中密度及以上区范围明显较小的特点。其中河南、江苏、安徽、山东4省中密度及以上县级行政区的个数较多，北京、河北、内蒙古、山西、海南、重庆、贵州、青海、西藏、宁夏、新疆等省（自治区、直辖市）的县级行政区全部为中密度以下区。不同等级人力井密度县数占比情况见图2－2－8，省级行政区各县人力井密度分布情况见图2－2－9。

二、井密度分布特点

（一）水资源一级区

地下水取水井密度与各地的地下水赋存条件、开采需求、开采形式、建设情况等因素密切相关。从水资源一级区来看，取水井密度差异明显，最大值与最小值之比为280，规模以上机电井差异更大，最大值与最小值之比达1130。其中，淮河区地下水取水井密度明显较高，其次是辽河区和海河区，西南诸河区与西北诸河区井密度最低；淮河区和海河区的规模以上机电井密度是全国的绝对高值区，辽河区、黄河区、松花江区是相对高值区，长江区、东南诸河区、珠江区、西南诸河区与西北诸河区规模以上机电井密度明显较低。水资源一级区各类取水井密度情况见表2－2－2。

（二）省级行政区

我国北方地区地表水资源比较缺乏，地下水供水量占经济社会用水总量的比例相对高于南方地区，地下取水井密度相对高于南方地区，尤其是规模以上机电井密度，在北方平原省份明显较大。

从省级行政区看，取水井密度最大的河南、上海、安徽、山东、江苏5省（直辖市），均在55眼/km2以上；新疆、贵州、青海、西藏4省（自治区）取水井密度最小。规模以上机电井密度差异更大，高值区集中在黄淮海地区的河南、山东、河北、北京、天津5省（直辖市），最大的河南省达6.75眼/km2，山东、河北、北京、天津4省（直辖市）亦在2.5眼/km2以上；广东、新疆、广西、湖北、湖南、浙江、江西、上海、福建、四川、云南、贵州、重庆、青海、西藏15省（自治区、直辖市）均在0.1眼/km2以下。省级行政区各类取水井密度统计情况见附表A6，省级行政区取水井密度和规模以上机电井密度见图2－2－10、图2－2－11和附图D7、附图D8，省级行政区规模以下机电井密度分布情况、人力井密度分布情况见附图D9和附图D10。

（三）地貌类型区

我国平原区地下水开采条件较好，经济发展对地下水的需求较大，地下水取水井分布较多、井密度较大。全国不同地貌类型区取水井密度分布特点如下。

（1）全国取水井密度平均为10.4眼/km2，其中平原区井密度平均为18.5眼/km2，山丘区井密度平均为6.86眼/km2，平原区井密度明显高于山丘区。

（2）全国规模以上机电井密度平均为0.47眼/km2，其中平原区平均为1.34眼/km2，山丘区平均为0.10眼/km2，平原区规模以上机电井密度明显大于山丘区。

（3）各省级行政区取水井密度、规模以上机电井密度基本符合平原区大于山丘区的规律。

省级行政区不同地貌类型区取水井密度和规模以上机电井密度见附表A6。省级行政区平原区取水井密度和规模以上机电井密度分布情况见图2－2－12和图2－2－13。