湘江是湖南省生活用水、农业灌溉用水、饮用用水、工业用水、排污和航运等功能的主要来源。随着经济发展和流域内城市的不断扩张,湘江流域水量分布不均、水资源污染日益严重,影响了湘江流域的生态环境,并引发了更多的水资源问题。因此,研究湘江流域水量、水质及生态环境问题对治理湘江有重要意义。本研究以2011～2015年湘江流域主干流上游(永州水文站、衡阳站)、中游(株洲水文站、湘潭水文站、长沙水文站)和下游(岳阳水文站)水量和水质的长期观测数据和自行监测为基础,分析了水量和水质的变化特征,采用地图重叠法和模糊数学法对水质进行综合评价,探讨了湘江流域环境现状。得出如下结论:(1)湘江水量特征:年均降水量1200～1400 mm,年均径流量3100.04 m3/s,年均水位35 m,年均蒸发量656 mm;年均输沙量为1.14×107t。上、中、下游降水量无显著差异(P≥0.01),变化趋势一致,均呈不规则单峰型,降水年内分配不均,雨季占年降雨量的45%。下游径流量与上游、中游径流量差异显著。降雨量与径流量和水位呈正相关关系。(2)湘江流域上游含沙量不大,以颗粒状的推移质为主;中游含沙量逐渐增加,达到0.1～0.2 kg/m3,以微粒状的悬移质为主;下游泥沙相继淤积成为沙洲。降水量时间上的不均,径流量空间上的不均,增大湘江流域洪涝带来的危险性。(3)湘江水质化学指标特征:从空间上看,中游氨氮(NH3N)浓度高于上游、下游;但是从时间上来看,氨氮浓度在2012年后呈明显下降趋势,其中2012-2013年下降最为明显,其递减率有19%。在年变化中,4～11月NH3N浓度变化不大,均低于1.00mg/L,5月、7月和9月NH3N浓度升高,这说明降水量与当时的农业活动增加对氨氮浓度有一定的影响。上游的TP浓度2011～2013年呈上升趋势,在2013年浓度出现最高值0.09mg/L;2013年后浓度开始急剧下降,到2015年上游TP浓度只有0.03mg/L,递减率高达66.66%。在年变化中,4～6月上中下游TP平均浓度比其他月份高,这主要是因为降水强度的加大与频繁的农业活动相关,导致大量的磷随地表径流进入湘江而导致。中游TP浓度在11月时出现最高值,此时湘江流域正处于枯水期,湘江主要受到点源污染,而且中游的TP浓度比其他地点都高。锰酸盐指数(CODmn)从2013年左右开始逐渐降低。其中最为明显的是上游2013～2015年和下游2014～2015年,上游平均以12%的递减率在递减;下游的递减率为17%。湘江流域CODmn在1.425～3.001 mg/L之间,水平处于地表水环境质量标准Ⅱ类及以上,符合水质标准。酸碱度pH值在2011～2015年期间,呈下降趋势;上游和下游pH值先呈上升趋势,到2014年后稳步下降。pH值都稳定在7.5～8.0之间,整体变化并不大。溶解氧(DO)主要影响水体自净能力,从时间上看,溶解氧的浓度在6～8月呈下降趋势,湘江流域上游水体自净能力比下游高,中游水体自净能力稍弱。(4)对湘江水质等级进行评价,在测得150个指标中,由于pH值为无量纲,则不对其进行等级分类,将除pH值外的120个指标定级中大部分都在Ⅱ类,占总量的48%;个别因子污染在Ⅲ类指标,占总量的16%,主要污染指标还是CODmn和NH3N;其中Ⅰ类指标占总量的34%;2011年和2014年衡阳段NH3N浓度在地表水环境质量指标中属于Ⅴ类水质,占总量的2%。总体上来说,湘江流域水质还是存在一定的问题,虽然相比以前污染物有所缓解,但部分地区污染仍较严重,尤其中游区域,如不加以重视,湘江流域水质可能存在恶化趋势。