水情是湖南最大省情，全省96%以上區域屬于長江流域，“湘、資、沅、澧”四水通過洞庭湖匯入母親河長江。與此同時，作為人口大省、農業大省、有色金屬之鄉，湖南生態環境也曾面臨嚴峻挑戰，經歷工業文明向生態文明的艱難轉折。
在湘江流域，郴州三十六灣、衡陽水口山、株洲清水塘、湘潭竹布港和婁底錫礦石等五大重點工礦區，重金屬污染曾十分嚴重。1995年時，湘江水質斷面達標率達到最低點50%，2011年，湘江被國家列為重金屬污染治理試點河流。
2013年起，湖南省委、省政府將湘江保護與治理列為省“一號重點工程”，明確要求連續實施三個“三年行動計劃”，確保實現“江水清、兩岸綠、城鄉美”的美好愿景。2013年以來，已連續實施兩個“三年行動計劃”，先后投入500多億元，實施重點治理項目3578個，株洲清水塘地區261家重污染企業全部搬遷或關停，湘潭竹埠港地區28家重化工企業整體退出。
此后，湘江干流及主要支流水質總體為優，五種重點重金屬濃度穩定達標并持續下降。2018年，干、支流157個考核斷面中，Ⅰ～Ⅲ類水質斷面占98.7%。
有著“長江之腎”稱號的洞庭湖，生態環境問題同樣日益突出，2006年，湖南關閉湖區造紙企業234家，2017年以來開展突出畜禽（水產）養殖污染、城鄉生活污染整治，實施洞庭湖水環境綜合治理“五大專項行動”。
2018年，湖南全面推進農業面源、城鄉生活污染等十大重點領域和華容河、大通湖等九大重點區域整治。通過努力，洞庭湖水環境惡化趨勢得到遏制，湖體總磷濃度持續降低，2018年為0.069毫克/升，同比2015年下降38.4%，其他因子均達到Ⅲ類標準。
近年來，湖南省生態環境廳及時調整發展思路，堅持“共抓大保護、不搞大開發”，縱深推進“一湖四水”綜合整治，切實“守望好一江碧水”。
從1974到1988年，湖南省第一個城鎮生活污水處理廠修建耗時12年，但在過去的2018年，全省一年就新建（擴建）縣以上城鎮生活污水處理廠22座，提標改造38座，新建鄉鎮污水處理廠99座，共建成工業廢水處理設施1972臺。
水環境質量也保持著穩中向好的趨勢，2018年全省國考斷面水質優良率達到90%。生態環境部公布《2019年1-3月國家地表水考核斷面水環境質量排名前30城市及所在水體》，湖南省有湘西、張家界、永州、懷化、常德等5個市州進入全國前30名。
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