除了巨大防洪作用外，三峡工程是我国最大的淡水资源储备库、长江大保护的重要生态屏障。从2003年投运到现在，三峡水库累计为下游补水2664亿立方米，这个数字相当于北京市73年的总用水量或6.8亿中国人一年的用水总量。三峡水库有效缓解了长江中下游生产生活生态用水紧张局面。
三峡建设前，长江中下游枯水期的最低流量不足4000立方米/秒，重庆到宜昌间的川江河段之凶险就如同“鬼门关”，不知吞噬了多少生命；三峡建设后，中下游枯水期的最低流量得以提升到不低于6000立方米/秒，川江河段变成了大型客轮可昼夜双向航行的黄金水道。在2014年2月上海抵御咸潮入侵、2015年6月为“东方之星”沉船事件创造救援条件等，几次重大水环境突发事件和海事危机的处理过程中，三峡工程都发挥了至关重要的作用。
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随着气候变暖问题加剧，极端天气事件会更加频繁，洪旱灾害的威胁也会更加严重，因此联合国、世界银行等国际权威机构从2004年起就不断呼吁“投资蓄水设施就是投资绿色经济”，并特别指出：“发达国家已拥有很多基础设施及大坝，在保障水安全及应对气候变化的蓄水设施建设上已有良好基础；而发展中国家限于资金、技术、人力资源等因素，水库大坝基础设施还远远不足以提供所需的能源及水资源，以支撑其经济发展，因此建设新坝仍是当务之急”“有了足够的蓄水能力，才能实施生态调度，维持河流的健康生命”等等。
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