0 引言

洞庭匯四水，連接長江，地域之間的物質(zhì)遷移、能量傳遞和信息交流復雜而又強烈[1]。近年來，在三峽工程運行引起的水沙節(jié)律變化及人類活動的影響下，湖區(qū)形成了復雜的“江湖、河湖、人湖”相互作用關系，水生態(tài)環(huán)境演變劇烈[2-3]

水生態(tài)環(huán)境變化關系洞庭湖地區(qū)治理、開發(fā)與保護，眾多學者從水沙關系演變[4-5]、洪旱災害發(fā)生[6-7]、水質(zhì)與富營養(yǎng)化狀況[8-9]、濕地變化[10-11]等方面對洞庭湖進行了研究。毛德華等[4基于長序列實測資料，分析了洞庭湖入出湖徑流泥沙年內(nèi)變化規(guī)律及其成因；朱丹丹等[12]探究了 1989～2018 年洞庭湖水質(zhì)演變特征，并識別出社會經(jīng)濟發(fā)展和水文變化是其變化的兩大驅動因子；彭嫻等8研究了湖體的浮游動植物和底棲動物特征，得出藍藻已在全湖廣泛分布、富營養(yǎng)化呈加劇趨勢；尹律等[11]利用實測資料分析三峽水庫蓄水后洞庭湖區(qū)洲灘出露面積變化規(guī)律，得出洲灘出露主要受城陵磯水位影響的結論。

本文基于已有文獻和收集到的洞庭湖水土流失、洪水發(fā)生及主要水質(zhì)因子等長序列實測資料，通過統(tǒng)計分析法、單因子指數(shù)法、Spearman秩相關系數(shù)、綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TLI對洞庭湖水生態(tài)環(huán)境問題進行了較為全面的分析，并在此基礎上，探究適宜洞庭湖區(qū)的碧水路徑體系，以期為區(qū)域水資源可持續(xù)開發(fā)利用和水生態(tài)環(huán)境保護提供參考。

1 研究區(qū)概況

洞庭湖 28^°30^′N～30^°20^′N，110^°40^′E～113^°10^′ E）南納四水，吞吐長江，區(qū)域總面積約為 2 625km² 多年平均徑流量為 2842×10⁸m³ ，占長江多年平均徑流量 8983×10⁸m³ 的 31.6% [13]，是中國第二大淡水湖（圖1）。作為典型的吞吐調(diào)蓄型湖泊，洞庭湖水流速度快，水交換能力強，營養(yǎng)鹽分布、輸移和循環(huán)過程對湖泊水動力條件變化極為敏感[14]，其水系示意見圖2。三峽水庫建庫前，洞庭湖換水周期約18d，三峽工程運行后，洞庭湖三口入湖水量急劇減少，平均水循環(huán)周期延長至 ，顯著改變了長江－洞庭湖的水沙關系。

2洞庭湖水生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及面臨的問題

2.1 洞庭湖水文情勢

2.1.1水沙關系失衡驅動湖體萎縮

洞庭湖水系除安鄉(xiāng)及南縣無明顯水土流失外，其他地方均有程度不一的水土流失[16]，并表現(xiàn)為向四水流域中上游發(fā)展的演變趨勢，其中湘西北澧水流域武陵山區(qū)和湘中紅壤丘陵區(qū)水土流失較為嚴重。根據(jù)長江流域水土保持公報[17]，近年來洞庭湖水系水土流失面積呈減小趨勢，由2009年的 45 532km² 減少至2020年的 40715km² ，減幅為 10.6% ，見表1。水土流失強度由以輕度和中度水土流失為主轉變?yōu)橐暂p度水土流失為主，水土流失狀況有所改善。但李忠武等[18]的研究結果表明，流域東部的長株潭城市群及南部陽明山等區(qū)域土壤侵蝕仍呈加劇趨勢。

據(jù)統(tǒng)計，洞庭湖湖泊面積在近百年間萎縮了約2513.63km² ，萎縮率達 48.19% 。其中20世紀50年代大規(guī)模圍湖造田使得湖面呈陡崖式萎縮，年均萎縮139.05km² 。進入20世紀80年代以來，洞庭湖停止了大面積圍墾，年均萎縮0.13 km，湖泊面積處在基本穩(wěn)定狀態(tài)[19]

三口是洞庭湖輸人泥沙的主要來源[20]。三峽水庫運行使得三口入湖沙量減少，一定程度上緩解了洞庭湖的萎縮速率。但同時也導致入湖徑流銳減，洞庭湖9～10月水面大幅萎縮，低枯水位提前1個月，年均水面面積也由 1077.46km² 減少到 857.13km^2[21] ，洞庭湖的洪枯調(diào)控受到顯著影響。

2.1.2水文節(jié)律異常導致旱澇轉換加劇

洞庭湖水系網(wǎng)絡復雜，長江干流或四水流域發(fā)生洪水事件時，都會在湖區(qū)形成持續(xù)的高洪水位，加之受洞庭湖蓄水容積減小、調(diào)蓄能力下降、城陵磯至漢口河段泄流不暢的影響，極易導致洪澇災害。毛德華等[16]將洞庭湖洪澇災害的演變分為了4個階段（表2），每個階段洪水發(fā)生頻率逐步上升。 1959～2022 年荊江三口南流時期的64a中洪水總頻次為31次，頻率為48.4% ，幾乎平均每2a就有一次洪水發(fā)生。

此外，洞庭湖于2007，2011，2013，2022年均出現(xiàn)了汛期反枯的異?，F(xiàn)象。其中，2011年旱澇急轉最為典型：6月前該地區(qū)出現(xiàn)近60a來最嚴重的冬春連旱，但6月3日起連續(xù)5輪強降水又使得湖區(qū)從大旱迅速轉為大澇。2022年夏季長江流域連月高溫少雨，洞庭湖區(qū)水位持續(xù)走低，時值豐水期的8月，城陵磯站最低水位達21.13m ，刷新1904年建站以來月最低水位 22.01m 的歷史記錄，洞庭湖水面大幅萎縮，發(fā)生了1961年以來范圍最大、干旱時間最長的“夏秋冬三季連旱”[6]

究其原因，洞庭湖區(qū)洪澇發(fā)生是流域廣泛而復雜的水系網(wǎng)絡、大氣環(huán)流異常如副熱帶高壓持續(xù)盤踞、厄爾尼諾響應等多因素交織的結果。除受洞庭湖區(qū)是省4個少雨區(qū)之一的本底影響外，干旱事件發(fā)生更與三峽工程運行帶來的水資源節(jié)律時空變異、湖體萎縮導致的洪枯調(diào)控能力退化有關[16]

2.2 洞庭湖水環(huán)境情勢

2.2.1局地水污染制約水環(huán)境改善

基于單因子指數(shù)法對 1995～2022 年洞庭湖水質(zhì)類別進行分析（圖3），近年來洞庭湖整體水環(huán)境質(zhì)量向好，V類、劣V類水退出洞庭湖，說明洞庭湖水環(huán)境的整治行動已取得良好成效，但目前湖區(qū)水質(zhì)仍以Ⅳ類水為主，尤其一些相對封閉的內(nèi)湖。

選取總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、BOD₅ 、葉綠素濃度等6項指標評估洞庭湖近30a水環(huán)境質(zhì)量（圖4），可以看出 、葉綠素濃度等4項指標在近30a間呈現(xiàn)波動上升趨勢。使用Spearman秩相關系數(shù)對上述水質(zhì)指標的演變趨勢進行Daniel趨勢檢驗，得出TN和 BOD₅ 呈極顯著上升趨勢（ Plt;0.01 ），TP呈顯著上升趨勢（ Plt;0.05） ，而葉綠素濃度的上升趨勢不顯著。高錳酸鹽指數(shù)和氨氮則呈不顯著的下降趨勢（表3）。將水質(zhì)因子逐年變化趨勢拆分為2012年之前和2012年之后兩個階段，可以得出在2012年之后各水質(zhì)因子尤其是TN、TP、氨氮和5d生化需氧量有顯著的下降趨勢，可見湖區(qū)生態(tài)環(huán)境保護與治理已取得良好成效。

研究表明：TN，TP是影響洞庭湖水質(zhì)的主要限制因子[22]。 1991～2022 年，洞庭湖 TN 濃度介于 0.91～ 2.34mg/L ，全湖平均濃度由1991年的 1.11mg/L 波動上升至2022年的 1.62mg/L ，超V類水標準；TP濃度介于 0.023～0.22mg/L ，全湖平均濃度由1991年的 0.04mg/L 波動上升至2022年的 0.056mg/L ，超Ⅲ類水標準。可見湖區(qū)TN，TP含量雖在2012年之后有所降低，但仍然是制約湖區(qū)水質(zhì)改善的重要因素，根據(jù)GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》，當TN，TP不參與水質(zhì)評價時，洞庭湖水體總體為II，Ⅲ類水；當TN，TP參與水質(zhì)評價時，洞庭湖水體為V類甚至V類水。

注： rs 為spearman秩相關系數(shù)； W_p 為秩相關系數(shù)統(tǒng)計表中的臨界值。 rs gt;0 ，表明指標在統(tǒng)計時段內(nèi)呈上升趨勢，反之，呈下降趨勢； ∣rs∣gt;W_p 時，表明水質(zhì)變化達到顯著（ （Plt;0.05） 或極顯著水平（ ?^Plt;0.01 ），反之，水質(zhì)變化無明顯趨勢。

空間上，全湖TN、TP濃度整體呈東洞庭湖 gt; 南洞庭湖 gt; 西洞庭湖的態(tài)勢，且TP污染表現(xiàn)出主要污染區(qū)域由西洞庭湖向東洞庭湖遷移的特點（圖5）。其次，各斷面的污染程度也有較大差異，虞公廟、鹿角、岳陽樓等斷面TN污染程度較嚴重；南嘴、蔣家嘴、小河嘴、萬子湖等斷面TP濃度偏高；葉綠素濃度在大小西湖水域出現(xiàn)明顯的高值區(qū)。

2.2.2藻類水華及富營養(yǎng)化威脅仍存

湖區(qū)N，P等營養(yǎng)鹽濃度偏高為浮游植物的生長繁殖提供了養(yǎng)分條件，而浮游植物數(shù)量增加將致使湖區(qū)富營養(yǎng)化程度加劇。運用綜合營養(yǎng)指數(shù)法TLI對洞庭湖水環(huán)境營養(yǎng)狀態(tài)進行分析（圖6）得出，洞庭湖長期穩(wěn)定處于中營養(yǎng)（ 30?TLI?50 ）水平，但全湖TLI近30a呈現(xiàn)顯著的上升趨勢，尤其是2003年三峽工程運行后，荊江三口入湖水沙減少，水體流速趨緩，水環(huán)境相對穩(wěn)定，氮磷滯留時間延長，這些條件有利于浮游植物的生長繁殖，TLI較蓄水前有明顯升高。近10a來在生態(tài)環(huán)境治理工程實施后，湖區(qū)TLI呈小幅下降趨勢，平均值為48.76，但仍處于中營養(yǎng)瀕近輕度富營養(yǎng)（ TLIgt;50 水平。

各湖區(qū)TLI分布格局（圖7）整體上與TN、TP的空間分布近似，東洞庭湖的TLI常年高于南洞庭湖和西洞庭湖，已有部分年份達到輕度富營養(yǎng)化水平，南洞庭湖與西洞庭湖的富營養(yǎng)化程度相差較小，但近年來東洞庭湖與其他湖區(qū)的差異愈加顯著，可能是受岳陽市污染負荷輸入和水文情勢變化的共同影響。此外，王麗婧等[23]研究表明，近30a洞庭湖浮游植物優(yōu)勢種群逐漸由隱藻和硅藻（ 1988～1991 年）向硅藻（中一富營養(yǎng)型代表種）和藍藻（富營養(yǎng)型代表種）（1992～2018年）轉變，也間接反映出洞庭湖富營養(yǎng)化程度在加劇。

2.3洞庭湖水生態(tài)情勢

2.3.1生物多樣性減少影響生態(tài)系統(tǒng)韌性

洞庭湖是長江中游重要的洪泛濕地湖群，其開放復雜的生態(tài)系統(tǒng)具有極其豐富的生物多樣性。據(jù)統(tǒng)計，湖區(qū)內(nèi)有野生和歸化維管束植物170科637屬1428種，魚類12目22科114種，鳥類16目46科217種[24]，是中國生物多樣性保護的重點區(qū)域。

三峽水庫運行后，洞庭湖水文情勢顯著變化，洲灘出露時間增加，導致湖濱帶植被發(fā)生退化、演替，高灘植物擴張，加之楊樹、蘆葦?shù)囊N，部分沼澤濕地被開發(fā)為耕地，洞庭湖水生態(tài)系統(tǒng)健康受損。高頻高強的人類活動、大量工農(nóng)業(yè)及生活污水入湖、水體污染導致生物多樣性銳減，水生動植物群落結構趨向單一化，生物種類、數(shù)量和多樣性衰退，特有魚類及主要經(jīng)濟魚類數(shù)量下降，小型化、低齡化、低質(zhì)化現(xiàn)象嚴重，洄游魚類數(shù)量明顯降低。研究表明：TN是影響洞庭湖浮游植物[15]和大型底棲動物[25]的關鍵環(huán)境因子，然而，現(xiàn)行水環(huán)境評價體系尚未將TN納人考核指標，目前洞庭湖的營養(yǎng)控制目標主要是TP。TN、TP雖在2012年有所降低但其含量仍然較高，仍存在洞庭湖水生態(tài)環(huán)境退化風險。

2.3.2濕地退化削弱生態(tài)服務功能

水情是影響通江湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)結構穩(wěn)定性和脆弱性的關鍵變量。頻繁的極端水文事件顯著改變了洞庭湖的水力特性，進而影響其濕地生態(tài)系統(tǒng)結構和生物地球化學循環(huán)，最終威脅整個濕地生態(tài)系統(tǒng)的完整性和穩(wěn)定性。過去幾十年間，由于生態(tài)環(huán)境惡化、高頻高強的人類活動和大量水利工程建設，洞庭湖流域江湖、河湖之間天然的水力聯(lián)系被割裂，天然濕地大量萎縮，濕地斑塊數(shù)量、破碎程度增加，景觀連通性降低，部分湖泊濕地退化嚴重，呈現(xiàn)出明顯的正向演替趨勢。研究表明[10]： 1980～2015 年，洞庭湖濕地總面積減少了 232.60km² ;其中南洞庭湖減少最多，共減少218.54km² ，損失率高達 20.30% ，對越冬候鳥食源和棲息地構成嚴重威脅。此外，濕地植被中人工栽種比例高，沿湖圍墾區(qū)域植被結構單一、種植密度大，林下配套植被缺失，導致濕地生態(tài)系統(tǒng)抗干擾功能減弱，生態(tài)服務調(diào)蓄功能受損。

3洞庭湖治理及碧水路徑探討

洞庭湖碧水路徑需緊扣“長江之腎”生態(tài)定位與江湖復合系統(tǒng)的特殊性，聚焦“四口入湖萎縮、季節(jié)性缺水、洲灘濕地退化”三大核心矛盾。在新質(zhì)生產(chǎn)力背景下，以“山水林田湖草沙”系統(tǒng)治理觀為指導，提出了“內(nèi)外兼顧，多尺度治理”的洞庭湖水生態(tài)環(huán)境碧水框架系統(tǒng)（圖8）。大中尺度上堅持“以水四定”原則，進行水環(huán)境治理和水生態(tài)修復、水域空間結構與功能優(yōu)化、江湖水系連通、產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整；小尺度上，集成水資源管理、水環(huán)境治理、水生態(tài)修復技術，通過建立典型流域碧水示范區(qū)的方式探索洞庭湖碧水模式體系（圖9）。

進行全面科學規(guī)劃 湖區(qū)產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化 區(qū) 水 數(shù) 制 生 湖 截 植 堤 水 生境因地制宜改善措施 技術手段的應用 蓄洪及堤防建設具體設計 植被群落結構配置設計域 庫 智 度完善、 態(tài)保護區(qū)建設 區(qū) 污 被 防 生水土流失防治 群 化監(jiān)測預警平臺建設 蓄洪能力建設 控 恢復及群落結構優(yōu)化 建 生物保育及城陵磯聯(lián)合調(diào)度 源與治污修復 設工程宣傳教育洞庭湖水生態(tài)環(huán)境碧水模式

3.1建設跨行政區(qū)的流域統(tǒng)一管理機制

作為長江中游的通江湖泊，洞庭湖湖泊及濕地管理涉及湘鄂兩省的環(huán)保、自然、水利等多個部門，需構建湘鄂兩省“江湖共治”協(xié)同平臺，重點破解四口（松滋、太平、藕池、調(diào)弦）入湖水沙通量銳減引發(fā)的濕地萎縮困境。針對湘、資、沅、澧四水，可構建“四水-湖區(qū)”全域聯(lián)動的治理機制，如設立洞庭湖流域管理委員會，下設湘資沅澧四大分部，統(tǒng)籌水利、生態(tài)、農(nóng)業(yè)等廳局職能，便于在入湖污染防治、濕地保育、保障入湖最小生態(tài)流量等方面實現(xiàn)四水差異化管控。

通過構建“兩省共治”和“四水-湖區(qū)聯(lián)動”的流域統(tǒng)一管理機制，統(tǒng)籌洞庭湖乃至長江全流域“一盤棋”，按照“一事一議”原則明確重點工作任務，落實各方責任。依照“山水林田湖草沙”治理思想統(tǒng)籌水沙-植被－魚類-候鳥等多生態(tài)要素的協(xié)同修復。以綠色、低碳、循環(huán)的新質(zhì)化理念引領水資源的開發(fā)利用及水生態(tài)環(huán)境修復工作，推進水環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善和提升水生態(tài)健康水平。

3.2建立人水協(xié)調(diào)的水資源管理體系

制定綜合性水資源管理規(guī)劃，考慮流域內(nèi)各類水資源的分布、利用和保護情況，確立水資源管理總體目標和方向。針對季節(jié)性、水質(zhì)性缺水，強化水源地保護，合理進行水資源調(diào)控，基于“南高北低”地形特征，在四水尾閭的關鍵節(jié)點，利用透水石材與本土沉水植物構建階梯式生態(tài)水資源滯留系統(tǒng)，既能減緩汛期洪水沖擊，又能增強枯季生態(tài)基流。

防洪建設方面，以“蓄泄并籌，以泄為主”為原則，逐步形成以三峽工程為骨干，堤防建設和河道疏浚為基礎，各級水庫群聯(lián)合調(diào)度與蓄滯洪區(qū)建設相配套，水土保持、湖皖互換、退耕還林還湖等措施為輔助的工程與非工程措施相結合的綜合防洪體系。堅持“柔性分洪”策略——在錢糧湖、大通湖等蓄滯洪區(qū)推廣“皖內(nèi)濕地彈性利用\"模式，通過種植耐淹性強的芡實、菱角等經(jīng)濟作物，實現(xiàn)分洪損失最小化與生態(tài)效益最大化雙贏。持續(xù)推進蓄滯洪區(qū)的圍堤封閉和進退洪工程的建設改造，優(yōu)化蓄滯洪區(qū)布局，加高加固洞庭湖區(qū)11個重點皖和24個蓄洪皖的主要堤防。此外還要做好水文氣象預報的數(shù)智化建設，準確預報洪峰、洪量、洪水到達時間、洪水歷時等洪水特征值，以便合理安排洪水調(diào)度并及時對洪泛區(qū)發(fā)出預警，針對可能發(fā)生的超標準洪水，提前制定好超額洪水預案。

3.3截污控源與治污修復并行

針對洞庭湖高氮磷輸入、低水動力擴散的污染特征，要做到分類、分季、分區(qū)防控。強化點源污染阻斷與防治。實施差異化的污水排放措施和更嚴格的企業(yè)準入及氮磷總量控制條款，積極引入水環(huán)境治理新興技術，提高水資源循環(huán)利用率和污水處理效率。對重點涉水企業(yè)和工業(yè)園區(qū)污水主管網(wǎng)安裝拉網(wǎng)式在線監(jiān)控，數(shù)據(jù)實時上傳至監(jiān)管平臺，實現(xiàn)異常情況精準摸排、有效溯源。完善主城區(qū)雨污分流管網(wǎng)體系，升級污水處理設備，提高污水處理深度和效率，建設中水回用網(wǎng)絡，促進城市生活污水的循環(huán)利用。大力推廣污水集中回收處理和房屋改廁，健全污水收集、處理及配套設施。

洞庭湖N、P污染的主要來源是農(nóng)業(yè)面源污染，尤其是化肥的施用。在面源污染敏感區(qū)域推廣測土配方施肥，推進農(nóng)藥化肥減量增效。合理規(guī)劃畜禽養(yǎng)殖和漁業(yè)養(yǎng)殖規(guī)模，引導畜禽養(yǎng)殖由散養(yǎng)向集約轉變，利用堆肥還田、生物處理等措施實現(xiàn)畜禽糞污、漁業(yè)尾水生態(tài)化治理。創(chuàng)新“時空轉換”面源治理模式：冬季蓄洪期發(fā)展本土作物套作，如芡實、水芹等，可吸收水體氮磷；夏季退水后因地制宜地實施稻漁套養(yǎng)、漁藕套養(yǎng)、稻-魚-萍、魚-桑-禽等多元綠色養(yǎng)殖模式，減少化肥施用量。在三口、四水尾閭打造梯級生態(tài)屏障：前沿區(qū)種植蘆葦-荻群落攔截懸浮物、過渡區(qū)布設本土沉水植物凈化水質(zhì)、核心區(qū)投放貝類等濾食性物種消納底泥污染。

3.4 優(yōu)化湖區(qū)產(chǎn)業(yè)結構

加快圍繞新質(zhì)生產(chǎn)力布局產(chǎn)業(yè)鏈，推進湖區(qū)產(chǎn)業(yè)“退二進三”，強化水要素的剛性約束，加快生產(chǎn)力綠色低碳化轉型。促進數(shù)字經(jīng)濟和實體經(jīng)濟深度融合，把先進制造業(yè)作為工業(yè)綠色轉型的主戰(zhàn)場，建立以高新技術、能耗低的綠色技術為代表的產(chǎn)業(yè)示范。加強產(chǎn)業(yè)國際合作，運用全球力量打造高品質(zhì)產(chǎn)品，滿足消費者多元需求的同時，提升產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈韌性和安全水平。

加強湖區(qū)生態(tài)與農(nóng)業(yè)、旅游等產(chǎn)業(yè)的融合，聚焦“生態(tài) + ”產(chǎn)業(yè)強鏈延鏈補鏈。深入挖掘湘楚文化資源和歷史遺跡，依托區(qū)域豐富的漁耕文化、龍舟文化、濕地民俗等載體打造具有市場辨識度的文化IP，針對區(qū)域旅游產(chǎn)品多為觀光游覽、靜態(tài)展示產(chǎn)品的現(xiàn)狀，豐富參與式、沉浸式旅游體驗項目。此外，洞庭湖區(qū)濕地景觀具有較強的季節(jié)波動性，可根據(jù)波動特點開發(fā)春季濕地花海、夏季龍舟體驗、秋季漁獲節(jié)慶、冬季候鳥觀測的四季型旅游產(chǎn)品。洞庭湖區(qū)水網(wǎng)密布，應推進綠色種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)和生態(tài)畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展，圍繞稻蝦米、荷花蟹、“兩茶兩油兩菜”等“生態(tài) + ”農(nóng)產(chǎn)品建設一批有“兩品一標”國家地理認證可溯源的綠色產(chǎn)業(yè)鏈，培育競爭新優(yōu)勢的同時降低農(nóng)業(yè)源氮磷排放，實現(xiàn)生態(tài)良性循環(huán)。在區(qū)位條件優(yōu)越的地區(qū)配套以農(nóng)產(chǎn)品加工區(qū)、康養(yǎng)休閑體驗區(qū)，形成新型田園綜合體，發(fā)展鄉(xiāng)村旅游和研學，推進農(nóng)業(yè)與二、三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展。

3.5加快構建共建共享的數(shù)字孿生監(jiān)測預警平臺

在新質(zhì)生產(chǎn)力背景下，圍繞區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、云計算、AI等數(shù)字技術，創(chuàng)新性構建“點、線、面”一體的湖區(qū)立體化、全方位、智慧感知的數(shù)字孿生監(jiān)測預警平臺。點即預報節(jié)點，利用大數(shù)據(jù)技術密切跟蹤水質(zhì)、水位、流量、流速、泥沙、浮游生物等水生態(tài)環(huán)境指標，構建點狀網(wǎng)絡監(jiān)測洞庭湖區(qū)及各支流各項指標的動態(tài)變化，及時掌握湖區(qū)水生態(tài)環(huán)境形勢。如利用水沙指標建立“一湖-三口-四水”水沙動態(tài)感知網(wǎng)，實現(xiàn)三峽水庫生態(tài)調(diào)度與湖區(qū)閘壩聯(lián)動的“蓄洪補枯”精準調(diào)控。線即連接點和面的路徑，涵蓋堤防河道、生態(tài)廊道、岸線功能區(qū)等，通過云計算助力魚類洄游廊道、洪水發(fā)展與污染擴散路徑的合理預測，有助于湖區(qū)防洪體系建設及水生態(tài)環(huán)境保護。面即水面、濕地，采用高分遙感、無人機、智能傳感器等感知技術，加快構建“天一空一地”一體化水感知網(wǎng)，利用“3S”等技術手段建立湖泊蓄水面和濕地的數(shù)據(jù)庫及反演預測模型，夯實數(shù)據(jù)底板，支撐湖區(qū)正確進行資源開發(fā)、管理與保護。

3.6加快水生態(tài)環(huán)境治理修復技術的創(chuàng)新及應用

加快新一代材料技術、高端裝備制造、生物技術、信息技術與生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)及水利產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，逐步構建新型水處理技術，污染防控技術，生物、濕地修復技術和流域水網(wǎng)智能監(jiān)測集成的數(shù)智化技術體系。就洞庭湖水生態(tài)環(huán)境治理修復技術集成應用而言，可從三水統(tǒng)籌的角度協(xié)同發(fā)力提高洞庭湖水生態(tài)系統(tǒng)的韌性和生態(tài)功能。水資源管理方面，在多點位水沙監(jiān)測的數(shù)據(jù)基礎上，創(chuàng)新萎縮河道水文連通技術、洲灘濕地生態(tài)補水技術等，實現(xiàn)流域內(nèi)湖泊、濕地重點退化區(qū)的水位及水文周期恢復；水環(huán)境治理方面，探索同位素污染溯源技術、本土化的梯級生態(tài)攔截技術、生物凈化技術等，實現(xiàn)水環(huán)境污染溯源-過程阻斷-末端凈化全鏈條治理；水生態(tài)修復方面，可以通過培育具有耐濁性的本土化苦草、金魚藻，改善沉水植物退化問題；利用3D打印技術，設計多孔隙的人工產(chǎn)卵礁并布設在魚類產(chǎn)卵核心區(qū)，輔助魚類資源恢復的同時促進底棲生物附著等，以此提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4結語

基于已有研究成果和整理的水文資料，對洞庭湖區(qū)水環(huán)境質(zhì)量和水生態(tài)健康兩方面進行了剖析。在水環(huán)境質(zhì)量上，湖區(qū)存在湖體萎縮、洪旱災害頻繁、旱澇急轉、汛期反枯、水質(zhì)惡化等威脅區(qū)域水資源利用的問題，N、P是影響水質(zhì)的限制性因子，其中農(nóng)業(yè)面源污染對其貢獻占比高；水生態(tài)健康方面，湖區(qū)存在富營養(yǎng)化程度加劇、濕地功能退化、生物多樣性銳減等問題。在上述基礎上，圍繞新質(zhì)生產(chǎn)力要求，提出了“內(nèi)外兼顧、多尺度治理”的碧水路徑體系。主要措施包括：建設跨行政區(qū)的流域統(tǒng)一管理機制、建立人水協(xié)調(diào)的水資源管理體系、截污控源與治污修復并行、優(yōu)化湖區(qū)產(chǎn)業(yè)結構、構建數(shù)字孿生監(jiān)測預警平臺、加快水生態(tài)環(huán)境治理修復技術的創(chuàng)新與應用等。選取典型流域作為碧水示范區(qū)，定期評估碧水路徑應用效果，形成良性循環(huán)的反饋調(diào)節(jié)機制，以期得出湖區(qū)不同階段水生態(tài)環(huán)境修復的要點和適用措施，著力改善洞庭湖水生態(tài)環(huán)境問題，研究成果可為國內(nèi)其他湖泊的治理修復提供參考。

參考文獻：

[1]謝永宏，王克林，任勃，等.洞庭湖生態(tài)環(huán)境的演變、問題及保護措施[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2007（6）：677-681.

[2]LAI X，LIANG Q，JIANG J，et al. Impoundment effects of theThree-Gorges-Dam on flow regimes in two China’s largestfreshwater lakes[J].Water Resources Management，2014，28（14）：5111-5124.

[3]GAO B，YANG D，YANG H.Impact of the Three GorgesDamonflowregime inthemiddleandlower Yangtze River[J].Quaternary International，2013，3O4 ：43-50.

[4]毛德華，曹艷敏，李錦慧，等.洞庭湖入出湖徑流泥沙年內(nèi)變化規(guī)律及成因分析[J].水資源與水工程學報，2017，28（1）：32-39，44.

[5]徐長江，徐高洪，戴明龍，等.三峽水庫蓄水期洞庭湖區(qū)水文情勢變化研究[J].人民長江，2019，50（2）：6-12.

[6]葛國華，熊元基，黎振興.2022年洞庭湖區(qū)干旱特征分析與啟示[J].水利水電，2023（2）：54-59.

[7]陳棟，姚仕明，朱勇輝，等.2020年汛期洞庭湖湖區(qū)典型堤岸險情分析及其處置建議[J].水利水電快報，2021，42（1）：64-72.

[8]彭嫻，朱丹丹，王丑明.2020年洞庭湖水生生物群落結構特征及水生態(tài)評價研究[J].水利水電快報，2023，44（11）：110-114，120.

[9]唐聰，楊宇，關興中，等.2011＼～2018年洞庭湖水質(zhì)變化規(guī)律分析[J].水利水電快報，2022，43（12）：110-115.

[10]梁旻軒，謝正磊，毛德華，等.1980 年以來5個時期洞庭湖區(qū)國際重要濕地景觀動態(tài)研究[J].濕地科學，2020，18（1） ：40 -46.

[11]尹律，上官江，郭小虎，等.三峽水庫蓄水前后洞庭湖區(qū)洲灘出露面積變化規(guī)律［J].水利水電快報，2024，45（12）：65-71，88.

[12］朱丹丹，胡琦，陳兆祺，等.洞庭湖水質(zhì)演變特征及驅動因子識別研究[J].人民長江，2023，54（2）：106-111.

[13] 中華人民共和國水利部.2021中國河流泥沙公報［M].北京：中國水利水電出版社，2021.

[14] TIANZ，ZHENGB，WANGL，etal.Effectsofriver-lakeinteractions in water andsediment on phosphorusinDongtingLake，China[J].Environmental Science and Pol-lutionResearch，2017，24（29）：23250-23260.

[15] 嚴廣寒，殷雪妍，汪星，等.三峽工程運行背景下洞庭湖近25年來水生態(tài)環(huán)境的動態(tài)研究[J].三峽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測，2024，9（2）：78-86.

[16] 毛德華，李正最，李志龍，等.后三峽時代洞庭湖區(qū)水生態(tài)安全問題研究［C]/省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程學會2012年年會論文集.：省農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程學會，2012：228-242.

[17] 水利部長江水利委員會.長江流域水土保持公報［EBOL].（2023-11-28）[2024-01-28].http：//www.cjw. gov.cn/zwzc/zjgb/stbc/.

[18] 李忠武，李嘉奇，王凌霞，等.基于CSLE-TLSD 耦合模型的近40年洞庭湖流域土壤侵蝕時空分異及歸因分析[J].水土保持學報，2023，37（5）：207-214，266.

[19]余姝辰，王倫澈，夏衛(wèi)平，等.清末以來洞庭湖區(qū)通江湖泊的時空演變［J].地理學報，2020，75（11）：2346-2361.

[20] 胡光偉，毛德華，李正最，等.荊江三口60a來入湖水沙變化規(guī)律及其驅動力分析[J].自然資源學報，2014，29（1）：129-142.

[21] 賀秋華，余德清，余姝辰，等.三峽水庫運行前后洞庭湖水資源量變化[J].地球科學，2021，46（1）：293-307.

[22] 郭晶，王丑明，黃代中，等.洞庭湖水污染特征及水質(zhì)評價[J].環(huán)境化學，2019，38（1）：152-160.

[23] 王麗婧，田澤斌，李瑩杰，等.洞庭湖近30年水環(huán)境演變態(tài)勢及影響因素研究[J].環(huán)境科學研究，2020，33（5）：1140 -1149.

[24] 李婷婷，沈彥.洞庭湖濕地生物多樣性及其保護的研究[J].國土與自然資源研究，2005（1）：38-40.

[25] 王丑明，黃代中，張屹，等.1988－2021年洞庭湖大型底棲動物完整性評價及環(huán)境壓力影響分析[J].湖泊科學，2023，35（5） ：1765-1773.

（編輯：李晗）

Water ecological environment problems analysis and path to clear water in Dongting Lake

WANG Zhuoya1，2 ，MAO Dehua1，2，ZHENG Yunyou1，2 （1.CollgeofoacalcunalUesitghinaroialybto -Environmental Changesand Carbon Sequestration of the Dongting Lake Basin，Changsha 41oo81，China）

Abstract：Inrecent years，various projectsaimedat improving thewater ecological environment ofDongting Lakehave alreadyachieved initial results，anditisdeveloping steadilyand well.However，therearestillsome problemsin Dongting lake，whichlimit the further improvementof the water ecological environment.Inorder to \"protect theclear waterof the Yangtze River\"and supportthe greenand sustainable developmentof theregional social economy，basedon literature research，statistical analysis and water environment evaluation methods，weanalyzedthe main problems of the water ecological environmentsecurityof Dongting Lake，andputforwardaclearwaterpath to strengthenthe waterecologicalenvironment securityin Dongting Lake，taking into accountboth internal and external factors and multi-scale governance.The main measures were as folows：establishing a unified trans -administrative basin management mechanism，setting up a water resources management system with coordinated human and water，implementing sewage interception，sourcecontrol，andtreatmentrstorationsimultaneoslyptimizingelakereasindustrialtucture，uldingadigitaltwinotorand forewarning platform，strengthening greentechnologyinnovationandsoon，andademonstrationarea forclear water inthe basin would be established.The researchresults can provide areference for ecological restoration of Dongting Lake.

Key words： Dongting Lake; water ecology； water environment; path to clear water; clear water mode